RWIND Simulation (túnel de vento)

Um software completo

"O RFEM é um programa intuitivo e permite calcular rapidamente estruturas metálicas, em betão armado e em madeira, quer projetos simples ou complexos.

 
A equipa de apoio técnico é muito rápida a responder e profissional."

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Simulação CFD de fluxos de ar para todos os tipos de estrutura

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.

  1. Funções

    • Análise 3D de fluxos de ar incompressíveis com os solucionadores OpenFoam
    • Importação direta de modelos de ficheiros RFEM/RSTAB ou STL
    • Alteração simples do modelo com a função Arrastar e Largar Mudanças e as ajudas de ajustamento gráfico
    • Correções automáticas da topologia do modelo com malhas shrink-wrapping
    • Opção para adicionar objetos envolventes (edifícios, terreno...)
    • Perfis de velocidade dependentes da altura de acordo com a norma
    • 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 computadores utilização do desempenho de 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 assim como animações de linhas de fluxo
  2. Dados gerais para a geração dos casos de carga do RFEM/RSTAB

    Entrada de dados

    Para a modelação de corpos no RWIND Simulation no RFEM/RSTAB existe uma aplicação de interface especial. Nesta interface, as direções do vento a serem analisadas são definidas através de posições angulares relacionadas em torno de eixo vertical do modelo e o perfil de vento dependente da altura é definido com base na norma para o vento. Com base nestes dados, é possível criar os próprios casos de carga oara 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 extendidos a partir de gráficos de vetores STL através de edição parcial no ambiente RWIND Simulation com modelos de terreno ou de envolvente.

    Em alternativa, o programa RWIND Simulation também pode ser operado manualmente sem a aplicação de interface no RFEM/RSTAB. Neste caso, o corpo e a envolvente do terreno são modelados diretamente no RWIND Simulation através da importação de um gráfico de vetores de um ficheiro STL. O perfil de vento dependente da altura e dados mecânicos adicionais do fluxo podem ser definidos diretamente no RWIND Simulation.

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

    Cálculo

    O programa RWIND Simulation simula os corpos definidos com a sua envolvente num túnel de vento numérico com base num perfil de vento variável na altura.

    Para este efeito, num espaço 3D do RWIND Simulation é definida uma área retangular de túnel de vento livremente definível com uma zona de entrada do fluxo, bem como uma zona de saída do fluxo no lado oposto, em torno dos sólidos definidos. O perfil do vento dependente da altura é aplicado na zona de entrada do fluxo.

    Para discretizar a superfície rígida do corpo, o programa geralmente aplica uma malha "shrink-wrap" aos corpos. Esta malha atua como uma pele hermética e garante que a aerodinâmica dos corpos não seja afetada por qualquer falha no fluxograma no modelo original. As equações de conservação para determinar o fluxo de vento 3D em torno dos corpos são discretizadas pelo programa através de uma malha de sólidos adaptativa que se torna cada vez mais pequena na direção dos corpos. Com base nesta aplicação da malha, o programa resolve o problema de fluxo definido para a dada orientação do túnel de vento através do método de volume finito (MVF) com o núcleo de cálculo livre OpenFOAM.

  4. Saída da distribuição de cargas no RFEM

    Saída de resultados

    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.

    Para além destes casos de carga resultantes no RFEM/RSTAB, 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 como elementos de barra
    • Diagrama de convergência
    • Direção e tamanho da resistência do fluxo dos corpos definidos

    Estes resultados são exibidos no ambiente 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 seção com mobilidade livre para a exibição separada dos "resultados de sólido" num plano. Da mesma maneira, no resultado ramificado das linhas de fluxo em 3D, é apresentado 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, na forma de vídeo.

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