RWIND 2 | Symulacja przepływu wiatru (tunel aerodynamiczny)

Charakterystyki użytkowe RWIND Basic

• Obliczanie stacjonarnych przepływów turbulentnych wiatru nieściśliwego za pomocą solwera SimpleFOAM z pakietu oprogramowania OpenFOAM^®
• Schemat numeryczny I i II rzędu
• Modele turbulencji RAS k-ω i RAS k-ε
• Uwzględnienie chropowatości powierzchni w zależności od stref modelu
• Budowa modelu za pomocą plików VTP, STL, OBJ i IFC
• Obsługa za pomocą dwukierunkowego interfejsu programu RFEM lub RSTAB do importowania geometrii modelu z obciążeniem wiatrem opartym na normach i eksportowania przypadków obciążenia wiatrem z tabelami raportów opartych na próbkach
• Intuicyjne zmiany modelu za pomocą funkcji „przeciągnij i upuść” oraz graficznych pomocy w dostosowaniu
• Generowanie obwiedni siatki kurczliwej wokół geometrii modelu
• Uwzględnienie otaczających obiektów (budynki, ukształtowanie terenu itp.)
• Zależny od wysokości opis obciążenia wiatrem (prędkość wiatru i intensywność turbulencji)
• Automatyczne tworzenie siatki w zależności od wybranej głębokości detalu
• Uwzględnienie sieci warstw w pobliżu powierzchni modelu
• Zrównoleglone obliczenia z optymalnym wykorzystaniem wszystkich rdzeni procesora w komputerze
• Graficzne przedstawienie wyników powierzchni na powierzchniach modelu (nacisk powierzchniowy, współczynniki Cp)
• Graficzne przedstawienie pola przepływu i wyników wektorowych (pole ciśnienia, pole prędkości, turbulencja - pole k-ω i turbulencja - pole k-ε, wektory prędkości) na poziomach clipper/slicer
• Przedstawienie przepływu wiatru 3D za pomocą grafiki opływowej, którą można animować
• Definicja próbek punktowych i liniowych
• Obsługa programu w wielu językach (niemiecki, angielski, czeski, hiszpański, francuski, włoski, polski, portugalski, rosyjski i chiński)
• Obliczenia kilku modeli w procesie wsadowym
• Generator do tworzenia modeli obróconych do symulacji różnych kierunków wiatru
• Opcjonalne przerwanie i kontynuacja obliczeń
• Indywidualny panel kolorów dla każdej grafiki wynikowej
• Wyświetlanie wykresu z oddzielnym wyświetlaniem wyników po obu stronach powierzchni
• Wyświetlanie bezwymiarowej odległości od ściany y + w szczegółach inspektora siatki dla siatki modelu uproszczonego
• Wyznaczanie naprężenia stycznego na powierzchni modelu na podstawie przepływu wokół modelu
• Obliczenia z alternatywnym kryterium zbieżności (w parametrach symulacji można wybrać typ rezydualny: ciśnienie lub opór przepływu)

Funkcje RWIND Pro

• Obliczanie przejściowego nieściśliwego turbulentnego przepływu wiatru za pomocą solwera BlueDyMSolver
• Model turbulencji LES SpalartAllmarasDDES
• Uwzględnienie rozwiązania stacjonarnego jako stanu początkowego do obliczeń przejściowych
• Automatyczne definiowanie okresu analizy i kroków czasowych
• Wykorzystanie wyników pośrednich podczas obliczeń
• Uporządkowane przedstawienie zmiennych w czasie wyników za pomocą jednostek kroku czasowego
• Wykres siły oporu i wyników sondy punktowej w czasie analizy
• Wyświetlanie wyników sondy liniowej dla dowolnych przedziałów czasowych na wykresie
• Dowolnie regulowana przepuszczalność wiatru dla powierzchni ( w zależności od cechy produktu )

Wprowadzanie danych

Do modelowania brył w RWIND Basic, w programie RFEM lub RSTAB znajduje się specjalna aplikacja. W nim można zdefiniować kierunki wiatru, które mają zostać przeanalizowane, za pomocą odpowiednich pozycji kątowych wokół pionowej osi modelu. Jednocześnie należy zdefiniować zależny od wysokości profil wiatru i intensywności turbulencji na podstawie normy wiatrowej. Oprócz tych informacji można wykorzystać zapisane parametry obliczeń do określenia własnych przypadków obciążeń dla obliczeń stacjonarnych dla każdej pozycji kątowej.

Alternatywnie można używać programu RWIND Basic również ręcznie bez aplikacji interfejsu w RFEM lub RSTAB. W takim przypadku RWIND Basic modeluje bryły i teren bezpośrednio z importowanych plików VTP, STL, OBJ i IFC. Zależne od wysokości obciążenie wiatrem i inne dane dotyczące mechaniki przepływu można zdefiniować bezpośrednio w RWIND Basic.

Obliczenia

RWIND Basic wykorzystuje model CFD (Computational Fluid Dynamics) do symulacji przepływu wiatru wokół obiektów za pomocą cyfrowego tunelu aerodynamicznego. Proces symulacji wykorzystuje wyniki przepływu wokół modelu do określenia określonych obciążeń wiatrem, które działają na modelowane powierzchnie konstrukcyjne.

Za samą symulację odpowiada siatka objętościowa 3D. RWIND Basic realizuje automatyczną sieć w oparciu o dowolnie definiowane parametry sterowania. Do obliczania przepływów wiatru dostępny jest solwer stacjonarny w RWIND Basic oraz solwer przejściowy dla nieściśliwych przepływów turbulentnych w RWIND Pro. Ciśnienia powierzchniowe obliczone na bazie wyników przepływu są ekstrapolowane na model dla każdego kroku czasowego symulacji.

Wyniki

Rozwiązując numeryczny problem przepływu, można uzyskać następujące wyniki na modelu i wokół niego:

• Ciśnienie na powierzchni konstrukcji
• Rozkład współczynnika Cp na powierzchniach konstrukcji
• Pole ciśnienia względem geometrii konstrukcji
• Pole prędkości względem geometrii konstrukcji
• Turbulencja k-ω pole o geometrii konstrukcji
• Turbulencja k-ε pole o geometrii konstrukcji
• Wektory prędkości względem geometrii konstrukcji
• Usprawnienia względem geometrii konstrukcji
• Obciążenia na konstrukcjach typu prętowego, które wygenerowano z elementów prętowych modelu
• Ciśnienie rezydualne
• Kierunek i wartość oporu aerodynamicznego zdefiniowanych konstrukcji

Pomimo tak dużej ilości informacji, RWIND 2 pozostaje przejrzysty, co jest typowe dla firmy Dlubal. Można zdefiniować dowolnie definiowane strefy dla analizy graficznej. Wyniki przepływu objętościowego wokół geometrii bryły są zwykle mylące - prawdopodobnie już znasz problem. Z tego powodu RWIND Basic oferuje dowolnie przesuwane płaszczyzny przekroju do oddzielnego wyświetlania "wyników objętości" w jednej płaszczyźnie. W przypadku wyników rozgałęzionych linii przepływu 3D można wybrać wyświetlanie statyczne lub animowane w postaci ruchomych fragmentów linii lub cząstek. Opcja ta ułatwia przedstawienie przepływu wiatru jako efektu dynamicznego.

Wszystkie wyniki można wyeksportować jako obraz lub, zwłaszcza w przypadku wyników animowanych, jako wideo.