RWIND Simulation - Simulação de vento (túnel de vento)

Geração de cargas de vento segundo o CFD para qualquer tipo de estrutura

O RWIND Simulation é um ótimo programa

"RWIND Simulation – simplesmente genial!!! PARABÉNS!!!"

Seminário web sobre o RWIND Simulation muito bem-sucedido

"O seminário web sobre o RWIND Simulation foi muito bem-sucedido.

A partir de agora, é possível analisar forças de vento em geometrias de objetos que não estão consideradas na norma. A hipótese de força de vento de acordo com a norma foi com muita frequência estimada de forma relativamente boa."

Uma combinação perfeita

"O módulo adicional RF-STABILITY do RFEM é uma combinação perfeita com o RWIND Simulation. Com o RF-STABILITY, é possível realizar uma análise da encurvadura para obter comprimentos efetivos precisos. Com o RWIND Simulation, obtenho cargas de vento com precisão. Utilizando a norma para estruturas de formas insólitas, as cargas a aplicar seriam uma estimativa desajustada, ou seja, não conservadora ou demasiado conservadora. O meu cliente está contente com os resultados e muito impressionado!"

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O RWIND Simulation é um programa para simulações numéricas de fluxos de ar em edifícios ou outros objetos e para a geração de cargas de vento, i.e. forças atuantes nestes objetos.

Este programa foi desenvolvido em cooperação com a PC-Progress e a CFD Support e pode ser utilizado como aplicação autónoma ou como complemento para os programas RFEM / RSTAB para efeitos de análises estática e dinâmica.

É possível gerar perfis de vento e diagramas de intensidade de turbulência de acordo com as seguintes normas:

  • European Union EN 1991-1-4 (com anexos nacionais)
  • United States of America ASCE/SEI 7-10
  • United States of America ASCE/SEI 7-16
  • Canada NBC 2015

  1. Funções

    • Análise 3D de fluxo de vento incompressível com o pacote de software OpenFOAM®
    • Importação direta de modelos do RFEM ou RSTAB, incluindo modelos adjacentes e de terrenos (ficheiros 3DS, IFC, STEP)
    • Elaboração de modelos através de ficheiros STL ou VTP de forma independente do RFEM ou do RSTAB
    • Alteração simples do modelo com a função Arrastar e largar e as ajudas de ajustamento gráfico
    • Correções automáticas da topologia do modelo com malhas shrink-wrapping
    • Opção para adicionar objetos envolventes (edifícios, terreno, ...)
    • Descrição da carga de vento em função da altura de acordo com a norma (velocidade, intensidade de turbulência)
    • Modelos de turbulência K-epsilon e K-omega
    • Ajustamento automático das malhas à profundidade de detalhe selecionada
    • Cálculo paralelo com aproveitamento otimizado das capacidades de desempenho de computadores com processadores multicore
    • Resultados em poucos minutos para simulações de baixa resolução (até 1 milhão de células)
    • Resultados em poucas horas para simulações com resolução média/alta (1–10 milhões de células)
    • Representação gráfica dos resultados nos planos Clipper/Slicer (campos escalares e vetoriais)
    • Representação gráfica de linhas de fluxo
    • Animação de linhas de fluxo (criação de vídeo opcional)
    • Definição de amostras de pontos e linhas
    • Apresentação dos coeficientes de pressão aerodinâmicos
    • Representação gráfica das propriedades de turbulência na área de vento
    • Possibilidade de documentar resultados no relatório de impressão do RFEM e do RSTAB
  2. Dados gerais para a geração dos casos de carga do RFEM/RSTAB

    Entrada de dados

    O RFEM e o RSTAB têm uma interface especial para a exportação de modelos para o RWIND Simulation. Nesta interface, as direções do vento a serem analisadas são definidas através de posições angulares relacionadas em torno do eixo vertical do modelo e o perfil de intensidade de vento e de turbulência em função da altura de acordo com a norma para o vento. Com base nestes dados, é possível criar os próprios casos de carga para cada posição angular através da utilização de parâmetros de fluidos, propriedades do modelo de turbulência e parâmetros de iteração, que são todos guardados de forma global. Estes casos de carga podem ser estendidos a partir de gráficos de vetores STL através de edição parcial no ambiente RWIND Simulation com modelos de terreno ou de envolvente.

    O programa RWIND Simulation também pode ser operado manualmente sem a interface no RFEM e RSTAB. Neste caso, as estruturas e o terreno envolvente são diretamente modelados no RWIND Simulation através da importação de ficheiros STL e VTP. A carga de vento dependente da altura e outros dados mecânicos dos fluídos podem ser definidos diretamente no RWIND Simulation.

  3. Consideração de modelos de terreno no RWIND Simulation | © www.sta-con.cz

    Cálculo

    O RWIND Simulation utiliza um modelo CFD numérico (Computational Fluid Dynamics) para executar fluxos de vento em torno dos edifícios com a ajuda de um túnel de vento digital. A partir do processo de simulação são criadas cargas de vento específicas para o RFEM ou o RSTAB.

    Para a simulação é utilizada uma malha sólida 3D. O RWIND Simulation efetua uma disposição automática da malha, na qual é possível configurar facilmente a densidade da malha, assim como as densidades locais no modelo através de poucos parâmetros. Para o cálculo dos fluxos de vento e das pressões superficiais no modelo é utilizado um solucionador numérico para fluxos turbulentos incompressíveis. Os resultados são depois extrapolados no modelo. O RWIND Simulation está concebido de maneira a funcionar com diferentes solucionadores numéricos. 

    Atualmente recomendamos a utilização do pacote de software OpenFOAM®, com o qual obtivemos resultados muito bons nos nossos testes, além de ser uma ferramenta muito utilizada para simulações CFD. Estão em desenvolvimento solucionadores numéricos alternativos.

  4. Linhas de fluxo no RWIND Simulation

    Resultados

    Para além destes casos de carga resultantes no RFEM ou RSTAB (ver capítulo seguinte), obtém-se mais resultados da análise aerodinâmica no RWIND Simulation, os quais representam o problema de fluxo como um todo:

    • Pressão na superfície do corpo
    • Campo de pressão em torno da geometria do corpo
    • Campo de velocidade em torno da geometria do corpo
    • Vetores de velocidade em torno da geometria do corpo
    • Linhas de fluxo em torno da geometria do corpo
    • Forças em corpos com forma de barra, originalmente concebidos a partir de elementos de barra
    • Diagrama de convergência
    • Direção e tamanho da resistência do fluxo dos corpos definidos

    Estes resultados são apresentados no ambiente do RWIND Simulation e avaliados graficamente. Como os resultados do fluxo em torno da geometria do corpo são confusos na representação geral, é possível ver planos de secção com mobilidade livre para a apresentação separada dos "resultados de sólido" num plano. Da mesma maneira, no resultado ramificado das linhas de fluxo em 3D, é apresentada uma representação animada das linhas ou partículas móveis para além da representação estrutural. Esta opção ajuda a representar o fluxo de vento como um efeito dinâmico.

    Todos os resultados podem ser exportados como imagem ou, especialmente para os resultados animados, como vídeo.

  5. Representação da distribuição de cargas no RFEM

    Transferência de cargas de vento para o RFEM ou RSTAB

    Ao iniciar a análise no programa de interface, começa um processo de conjuntos que coloca todas as definições de barras, superfícies e sólidos do modelo RFEM/RSTAB de forma rodada com todos os coeficientes relevantes no túnel de vento numérico do RWIND Simulation, que depois analisa o modelo e devolve as pressões superficiais resultantes como cargas de nó de malha de EF ou cargas de barra nos respetivos casos de carga do RFEM/RSTAB.

    Estes casos de carga contendo cargas RWIND Simulation podem ser calculados e combinados com outras cargas em combinações de cargas e combinações de resultados.

Aviso legal: esta oferta não é aprovada ou confirmada pela OpenCFD Limited, produtora e distribuidora do software OpenFOAM através de www.openfoam.com e proprietária das marcas comerciais OPENFOAM® e OpenCFD®.

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