W poniższym opracowaniu porównano rozkład ciśnienia wiatru na wysoki budynek, uzyskany w RWIND Simulation z wynikami opublikowanymi przez Dagnew i in. 11th Americas Conference on Wind Engineering w czerwcu 2009 r.
Czy mają Państwo jakieś pytania?
Długość: 00:00:00 min
Ogólne informacje
Długość: 00:02:59 min
Długość: 00:00:10 min
Baza informacji
Długość: 00:01:01 min
Długość: 00:00:22 min
Długość: 00:00:00 min
Długość: 00:52:59 min
Długość: 00:00:00 min
Stworzenie przykładu walidacyjnego dla obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) jest kluczowym krokiem w zapewnieniu dokładności i wiarygodności wyników symulacji. Proces ten polega na porównywaniu wyników symulacji CFD z danymi eksperymentalnymi lub analitycznymi uzyskanymi w rzeczywistych sytuacjach. Celem jest ustalenie, czy model CFD może wiernie odwzorować zjawiska fizyczne, które ma symulować. W tym przewodniku opisano kroki niezbędne do opracowania przykładu walidacyjnego dla symulacji CFD, od wyboru odpowiedniego scenariusza po analizę i porównanie wyników. Skrupulatnie wykonując te kroki, inżynierowie i badacze mogą zwiększyć wiarygodność swoich modeli CFD, torując drogę do ich efektywnego zastosowania w różnych dziedzinach, takich jak aerodynamika, lotnictwo i badania nad środowiskiem.
Kierunek wiatru odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu wyników symulacji komputerowej mechaniki płynów (CFD) oraz w projektowaniu konstrukcyjnym budynków i infrastruktury. Jest to decydujący czynnik w ocenie interakcji sił wiatru z konstrukcjami, wpływających na rozkład ciśnienia wiatru, a w konsekwencji na reakcje konstrukcji. Zrozumienie wpływu kierunku wiatru jest niezbędne do opracowywania projektów, które mogą wytrzymać zmienne siły wiatru, zapewniając bezpieczeństwo i trwałość konstrukcji. W uproszczeniu, kierunek wiatru pomaga w precyzyjnym dostosowywaniu symulacji CFD i określaniu wytycznych dotyczących projektowania konstrukcji w celu uzyskania optymalnych osiągów i odporności na efekty wywołane wiatrem.
Zgodność z przepisami budowlanymi, takimi jak Eurokod, jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa, integralności konstrukcji i trwałości budynków i konstrukcji. Obliczeniowa mechanika płynów (CFD) odgrywa istotną rolę w tym procesie, symulując zachowanie płynów, optymalizując projekty i pomagając architektom i inżynierom w spełnieniu wymagań Eurokodu związanych z analizą obciążenia wiatrem, wentylacją naturalną, bezpieczeństwem pożarowym i efektywnością energetyczną. Integrując CFD z procesem projektowania, profesjonaliści mogą tworzyć bezpieczniejsze, wydajniejsze i zgodne z przepisami budynki, które spełniają najwyższe standardy konstrukcyjne i projektowe w Europie.
Ponieważ w Eurokodzie nie uwzględniono wiatru oddziałującego na konstrukcje otwarte z jednej strony, odniesiono się do czterech przypadków z niemieckiej normy DIN 1055, część czwarta.
.png?mw=350&hash=2f0d7793d9dcb603d963d405d66de954ab0881ff)
.png?mw=350&hash=70e2099b2c1ef937d13bad2133dc510f597d9f0a)
.png?mw=350&hash=f859eaa66c1de762c9c9367d781a2d01ad7bd01c)
Model budynku jest obliczany w dwóch etapach:
- Globalne obliczenia 3D modelu globalnego, w którym płyty są modelowane jako sztywna płaszczyzna (przepona) lub jako płyta zginana
- Lokalne obliczenia 2D poszczególnych stropów
Po zakończeniu obliczeń wyniki słupów i ścian z obliczeń 3D oraz wyniki płyt z obliczeń 2D są łączone w jeden model. Oznacza to, że nie ma potrzeby przełączania się między modelem 3D a poszczególnymi modelami płyt 2D. Użytkownik pracuje tylko z jednym modelem, oszczędza czas i unika ewentualnych błędów podczas ręcznej wymiany danych między modelem 3D a poszczególnymi modelami stropu 2D.
Powierzchnie pionowe w modelu można podzielić na ściany usztywniające i nadproża otworów. Program automatycznie generuje wewnętrzne pręty wynikowe z tych obiektów ściennych, dzięki czemu można je wykorzystać zgodnie z żądaną normą zawartą w Projektowanie konstrukcji betonowych.
W przypadku elementów w modelach budynków dostępnych jest kilka narzędzi do modelowania:
- Linia pionowa
- Słup
- Ściana
- Belka
- Strop prostokątny
- Płyta wielokątna
- Prostokątny otwór w stropie
- Wielokątny otwór w stropie
Ta funkcja umożliwia definicję elementów na płaszczyźnie podłoża (na przykład z warstwą tła) z powiązanym tworzeniem wielu elementów w przestrzeni.
Za pomocą kondygnacji typu "Tylko przenoszenie obciążenia" można uwzględnić płyty bez wpływu sztywności w płaszczyźnie i poza nią w rozszerzeniu Model budynku. Ten typ elementu gromadzi obciążenia na płycie i przenosi je na elementy wsporcze modelu 3D. Daje to możliwość symulacji w modelu 3D elementów drugorzędnych, takich jak np. ruszt i inne podobne elementy rozkładu obciążenia, bez dalszych efektów.
W przypadku eksperymentalnie określonych wartości ciśnienia dla modelu na powierzchniach, można je uwzględnić w modelu konstrukcji w programie RFEM 6, przetworzyć w RWIND 2, a następnie wykorzystać jako obciążenia wiatrem w analizie konstrukcyjnej w RFEM 6.
Z tego artykułu technicznego można dowiedzieć się, w jaki sposób eksperymentalnie zdefiniować wartości.
Jaka jest różnica między modelami turbulencji RANS, URANS i DDES?
W jaki sposób można uwzględnić rzeczywistą geometrię przekroju elementów prętowych w RWIND Simulation?
Jaka jest najdokładniejsza metoda CFD w symulacji wiatru na attykach?
Jakie typy stanów granicznych są odpowiednie do obliczeń sejsmicznych wg AISC 341?
Jak zamodelować belkę ze środnikiem falistym w RFEM 6?
Jak połączyć powierzchnie z innymi powierzchniami lub prętami w sposób przegubowy/półsztywny?
Co to są przeguby liniowe i zwolnienia liniowe?
Co to są przeguby liniowe i zwolnienia liniowe?
Polecane produkty
RFEM 6 | Program główny RFEM 6
Program główny
Nowa generacja oprogramowania wykorzystującego MES służy do analizy statyczno -wytrzymałościowej 3D prętów, powierzchni i brył.
Cena pierwszej licencji
4 170,00 USD
RFEM 6 | Rozwiązania specjalne
Rozszerzenie
Informacje o kondygnacjach i całym modelu (środek ciężkości) są wyświetlane w tabelach i grafice.
Cena pierwszej licencji
1 660,00 USD
RFEM 6 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji betonowych umożliwia różne kontrole obliczeń zgodnie z międzynarodowymi normami. Możliwe jest projektowanie prętów, powierzchni i słupów, a także przeprowadzanie analizy przebicia i odkształcenia.
Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM 6 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji murowych dla RFEM umożliwia wymiarowanie konstrukcji murowych przy użyciu metody elementów skończonych. Został on opracowany w ramach projektu badawczego DDMaS - Digitalizacja wymiarowania konstrukcji murowych. Model materiałowy przedstawia nieliniowe zachowanie połączenia cegła-zaprawa w postaci modelowania w skali makro.
Cena pierwszej licencji
1 660,00 USD
RFEM 6 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych umożliwia sprawdzenie stanu granicznego nośności i użytkowalności prętów stalowych zgodnie z różnymi normami.
Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RFEM 6 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji drewnianych umożliwia sprawdzenie stanu granicznego nośności, użytkowalności i odporności ogniowej prętów drewnianych zgodnie z różnymi normami.
Cena pierwszej licencji
1 930,00 USD
RFEM 6 | Dodatkowa analiza
Rozszerzenie
Rozszerzenie Nieliniowe zachowanie materiału umożliwia uwzględnienie w programie RFEM nieliniowości materiałowych (np. izotropowy plastyczny, ortotropowy plastyczny, izotropowy z uszkodzeniem).
Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD
RFEM 6 | Dodatkowa analiza
Rozszerzenie
Rozszerzenie Stateczność konstrukcji przeprowadza analizę stateczności konstrukcji.
Cena pierwszej licencji
1 300,00 USD
RFEM 6 | Dodatkowa analiza
Rozszerzenie
Rozszerzenie Analiza etapów budowy (CSA) umożliwia uwzględnienie procesu budowy konstrukcji (prętowych, powierzchniowych i bryłowych) w programie RFEM.
Cena pierwszej licencji
1 570,00 USD
RFEM 6 | Dodatkowa analiza
Rozszerzenie
Dokładne określenie warunków gruntowych znacząco wpływa na jakość analizy statyczno-wytrzymałościowej budynków.
Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RFEM 6 | Analiza sejsmiczna i dynamiczna
Rozszerzenie
Rozszerzenie Analiza modalna umożliwia obliczanie wartości własnych, częstotliwości i okresów drgań własnych dla modeli prętowych, powierzchniowych i bryłowych.
Cena pierwszej licencji
1 210,00 USD
RFEM 6 | Analiza sejsmiczna i dynamiczna
Rozszerzenie
Rozszerzenie zawiera obszerną bibliotekę akcelerogramów ze stref sejsmicznych, które można wykorzystać do wygenerowania spektrum odpowiedzi.
Cena pierwszej licencji
1 390,00 USD
RFEM 6 | Analiza sejsmiczna i dynamiczna
Rozszerzenie
Za pomocą rozszerzenia Analiza pushover można przeanalizować oddziaływania sejsmiczne na konkretny budynek, a tym samym ocenić, czy jest on w stanie wytrzymać trzęsienie ziemi.
Cena pierwszej licencji
1 300,00 USD
RFEM 6 | Rozwiązania specjalne
Rozszerzenie
Ponadto, rozszerzenie oszacowuje koszty modelu lub emisję CO2 poprzez określenie kosztów jednostkowych lub emisji według definicji materiału dla modelu konstrukcyjnego.
Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD
RSTAB 9 | Program główny RSTAB 9
Program główny
Nowoczesny program do analizy statyczno-wytrzymałościowej 3D jest odpowiedni do analizy statyczno-wytrzymałościowej i dynamicznej konstrukcji szkieletowych, a także do wymiarowania betonu, stali, drewna i innych materiałów.
Cena pierwszej licencji
2 910,00 USD
RSTAB 9 | Analiza sejsmiczna i dynamiczna
Rozszerzenie
Za pomocą rozszerzenia Analiza pushover można przeanalizować oddziaływania sejsmiczne na konkretny budynek, a tym samym ocenić, czy jest on w stanie wytrzymać trzęsienie ziemi.
Cena pierwszej licencji
1 300,00 USD
RSTAB 9 | Analiza sejsmiczna i dynamiczna
Rozszerzenie
Rozszerzenie zawiera obszerną bibliotekę akcelerogramów ze stref sejsmicznych, które można wykorzystać do generowania spektrum odpowiedzi.
Cena pierwszej licencji
1 390,00 USD
RSTAB 9 | Analiza sejsmiczna i dynamiczna
Rozszerzenie
Rozszerzenie Analiza modalna umożliwia obliczanie wartości własnych, częstotliwości i okresów drgań własnych dla modeli prętowych, powierzchniowych i bryłowych.
Cena pierwszej licencji
1 210,00 USD
RSTAB 9 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji betonowych umożliwia różne kontrole obliczeń prętów i słupów zgodnie z międzynarodowymi normami.
Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RSTAB 9 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych umożliwia sprawdzenie stanu granicznego nośności i użytkowalności prętów stalowych zgodnie z różnymi normami.
Cena pierwszej licencji
2 550,00 USD
RSTAB 9 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji drewnianych umożliwia sprawdzenie stanu granicznego nośności, użytkowalności i odporności ogniowej prętów drewnianych zgodnie z różnymi normami.
Cena pierwszej licencji
1 930,00 USD
RSTAB 9 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji aluminiowych umożliwia sprawdzanie stanu granicznego nośności i użytkowalności aluminiowych prętów zgodnie z różnymi normami.
Cena pierwszej licencji
1 750,00 USD
RSTAB 9 | Rozwiązania specjalne
Rozszerzenie
Ponadto, rozszerzenie oszacowuje koszty modelu lub emisję CO2 poprzez określenie kosztów jednostkowych lub emisji według definicji materiału dla modelu konstrukcyjnego.
Cena pierwszej licencji
1 480,00 USD
RSTAB 9 | Obliczenia
Rozszerzenie
Rozszerzenie Analiza naprężeniowo-odkształceniowa przeprowadza ogólną analizę naprężeń poprzez obliczenie istniejących naprężeń i porównanie ich z naprężeniami granicznymi.
Cena pierwszej licencji
1 120,00 USD
RFEM 6 | Dodatkowa analiza
Rozszerzenie
Rozszerzenie Form-Finding znajduje optymalny kształt prętów poddanych działaniu sił osiowych i modeli powierzchniowych obciążonych rozciąganiem membranowym. Kształt jest określany na podstawie równowagi między siłą osiową pręta lub naprężeniem membranowym, a istniejącymi warunkami brzegowymi.
Cena pierwszej licencji
2 060,00 USD
RWIND 2 | Samodzielny
Samodzielny
RWIND 2 to program (cyfrowy tunel aerodynamiczny) do numerycznej symulacji przepływu wiatru wokół budynków o dowolnej geometrii wraz z określeniem obciążeń wiatrem na ich powierzchniach. Może być używany jako samodzielny program albo z programem RFEM lub RSTAB do przeprowadzenia pełnej analizy statyczno-wytrzymałościowej i wymiarowania.
Cena pierwszej licencji
3 080,00 USD
RWIND 2 | Samodzielny
Samodzielny
RWIND 2 to program, który wykorzystuje cyfrowy tunel aerodynamiczny do numerycznej symulacji przepływu wiatru.
Cena pierwszej licencji
4 200,00 USD