Соблюдение строительных норм и правил, таких как Еврокод, необходимо для обеспечения безопасности, конструктивной целостности и устойчивости зданий и сооружений. Вычислительная гидродинамика (CFD) играет жизненно важную роль в этом процессе, моделируя поведение жидкостей, оптимизируя конструкции и помогая архитекторам и инженерам соответствовать требованиям Еврокода, связанным с расчетом ветровых нагрузок, естественной вентиляцией, пожарной безопасностью и энергоэффективностью. Интегрируя CFD в процесс проектирования, профессионалы могут создавать более безопасные, эффективные и соответствующие требованиям здания, отвечающие самым высоким стандартам строительства и проектирования в Европе.
В вычислительной гидродинамике (CFD) можно смоделировать сложные поверхности, которые не являются полностью твердыми, с использованием пористой или проницаемой среды. Практическими примерами таких конструкций являются ветрозащитные матерчатые конструкции, проволочные сетки, перфорированные фасады и облицовки, ставни, блоки труб (блоки горизонтальных цилиндров) и т.д.
Ветрозащитные конструкции - это особые типы тканевых конструкций, которые защищают окружающую среду от вредных химических частиц, уменьшают ветровую эрозию и помогают поддерживать ценные источники. RFEM и RWIND используются для расчёта ветровой конструкции как одностороннего взаимодействия жидкости с конструкцией (FSI). В этой статье показано, как проектировать ветрозащитные конструкции с помощью RFEM и RWIND.
RWIND 2 - это программа для создания ветровых нагрузок на основе CFD (вычислительная гидродинамика). Численное моделирование воздушного потока создаётся вокруг любого здания, включая необычные или уникальные типы геометрии, для определения ветровых нагрузок на поверхности и стержни. RWIND 2 можно интегрировать с RFEM/RSTAB для расчёта и проектирования конструкций или в качестве автономного приложения.
RWIND 2 - это программа для создания ветровых нагрузок на основе CFD (вычислительная гидродинамика). Для определения ветровых нагрузок на поверхности и стержни вокруг любого здания создается численное моделирование ветрового потока, в том числе с нестандартной или уникальной геометрией. RWIND 2 можно интегрировать с RFEM/RSTAB для расчёта и проектирования конструкций или в качестве автономного приложения.
В RFEM 6 можно сохранить выбранные объекты (а также целые конструкции) в виде блоков и повторно использовать их в других моделях. Блоки бывают трех типов: без параметров, с параметрами и динамические блоки (с помощью JavaScript). В этой статье представлен первый тип блока (без параметров).
RFEM 6 содержит аддон Поиск формы для определения равновесных форм поверхностных моделей, подверженных растяжению, и стержней, подверженных действию осевой силы. Этот аддон можно активировать в общих данных модели и применить для нахождения геометрического положения, в котором предварительное напряжение облегчённых конструкций находится в равновесии с существующими граничными реакциями.
RFEM und RSTAB können als Vertreter der allgemeinen Stab- beziehungsweise FEM-Programme eine Vielzahl von Teilgebieten des Bauwesens abdecken. So ist auch die Bemessung von Seiltragwerken in beiden Software-Lösungen möglich. Im Folgenden sollen einige Modellierungs- und Bemessungshilfen vorgestellt werden.
Теоретически, идеальный газ состоит из свободно движущихся частиц массы без расширения в объемном пространстве. В таком пространстве каждая частица движется со скоростью в одном направлении. Der Stoß eines Teilchens an ein anderes Teilchen oder die Volumenbegrenzungen führt zu einer Ablenkung und Veränderung der Geschwindigkeit der Beteiligten.
Канатные и мембранные элементы считаются очень тонкими и эстетичными конструкциями. Отчасти очень сложные формы с двойной кривизной можно найти с помощью подходящих алгоритмов поиска формы. Одним из возможных решений является поиск формы через равновесие между поверхностным напряжением (заданное предварительное напряжение и дополнительные нагрузки, например, собственный вес, давление и т.д.) и заданными граничными условиями.
Дополнительный модуль RF-FORM-FINDING позволяет определить равновесные формы мембранных и вантовых элементов в программе RFEM. In diesem Berechnungsprozess sucht das Programm für die Membran- und Seilelemente eine geometrische Lage, in der die Oberflächenspannung/Vorspannung der Membranen und Seile im Gleichgewicht mit den natürlichen und geometrischen Randreaktionen steht. Dieser Prozess heißt Formfindung (nachfolgend FF genannt). Die FF-Berechnung wird in RFEM global in den "Basisangaben" eines Modells im Register "Optionen" aktiviert. Nach Aktivierung werden in RFEM ein Lastfall beziehungsweise ein Berechnungsprozess mit dem Namen RF-FORMFINDUNG angelegt und für die Seil- und Membraneingabe zusätzlich FF-Parameter zur Definition der Oberflächenspannung und Vorspannung freigeschaltet. Die Aktivierung der FF-Option bedeutet für das Programm, dass vor der reinen strukturellen Berechnung der Schnittgrößen, Verformung, Eigenwerte etc. immer zuerst der Formfindungsprozess gestartet und für die Folgeberechnung ein entsprechend vorgespanntes Modell vorgegeben wird.
В процессе поиска формы в модуле RF-FORM-FINDING угловые узлы конечных элементов мембранной поверхности перемещаются в пространстве до тех пор, пока заданное поверхностное напряжение не будет в равновесии с граничными условиями. Diese Verschiebung erfolgt unabhängig von der Elementgeometrie. Da diese freie Verschiebung bei Elementen mit vier Eckpunkten eine räumliche Drillung der Elementebene hervorrufen kann und dann die Gültigkeitsgrenzen der Berechnung nicht mehr eingehalten sind, sind für Formfindungssysteme generell Dreieckselemente zu empfehlen. Dreieckselemente bleiben unabhängig von der Verschiebung der Eckknoten eben und in den Anwendungsgrenzen der Berechnung.
В процессе поиска формы также учитывается модуль смещения опорной конструкции для поиска состояния равновесия. Große Durchbiegungen von stützenden Fachwerkträgern oder die reine Biegeverformung von Randträgern können bei der Ermittlung der Membranform berücksichtig werden.
Процесс поиска формы в программе RFEM ищет состояние равновесия, в котором заданное предварительное напряжение мембран и предварительное напряжение или изменение длины вантовых элементов с граничными реакциями находятся в равновесии. Hierbei gibt das Programm die Möglichkeit, einen isotropen oder einen orthotropen Vorspannungszustand für die Membranen zu definieren.
В RFEM имеется файловый и прямой интерфейс DXF. Die dateibasierte DXF-Schnittstelle exportiert die Daten in eine DXF-Datei, die direkte hingegen in eine offene AutoCAD-Datei. Im Schnittstellendialog kann man anwählen, welche Daten man exportieren möchte (Ergebnisse als Isolinien, Ergebniswerte, FE-Netz mit Rand- und Integrationslinien).
Дополнительный модуль RF‑FORM‑FINDING можно активировать в окне «Изменить модель - основные данные», во вкладке «Опции». Diese Aktivierung bewirkt, dass im Hauptprogramm die Membran- und Seilelemente ein zusätzliches Menü zur Beschreibung des Vorspannungszustandes erhalten und ein Lastfall RF-FORMFINDUNG angelegt wird.