风剖面

一个风廓线描述了风洞入口处的来流风。它代表了“风模拟”分析类型荷载工况的一个属性（参见图片荷载工况的“分析类型”）。

创建风廓线

新建风剖面

在“风模拟”选项卡上，点击“风廓线”区域中的 按钮。将出现“新建风廓线”对话框。

新建风剖面

风廓线在导航器的荷载向导类别中进行管理。您也可以使用快捷菜单来定义新的风廓线。

风剖面和快捷菜单

风廓线类型

从列表中选择风廓线类型。它可以是“用户自定义”，即您可以手动定义风属性，或者是“根据标准”，即应用在“基本数据”中选择的规范。

风剖面类型

用户自定义廓线

当选择用户自定义的廓线类型时，您可以手动定义风廓线参数。在“输入值”表中输入“高度” z 并指定“风速” v。在表格下方可以定义空气密度。接下来，必须定义来流湍流。当在“风模拟分析设置”对话框的基本选项卡中设置为“考虑湍流”时，湍流才会被考虑。

默认情况下，表格下方的“I”复选框中预设了一个恒定的“湍流强度”为 1%。湍流强度是湍流速度脉动均方根与平均风速的比值。一种理想化的，风速或风向完全没有波动的气流其湍流强度值为 0%。对于高湍流情况，湍流强度通常在 5% 到 20% 之间（参见CFD Online）。默认将湍流强度设置为 1%，以涵盖大多数中等和低湍流情况。

但是，也可以定义不均匀的湍流强度或其他湍流量。可以在“入口湍流定义类型”组合框中选择。

入口湍流定义类型

默认选项是“I 和 TuL”。默认情况下，湍流强度是均匀的；但是，通过取消选中“I”复选框，可以定义一个沿高度变化的廓线。湍流长度尺度 TuL 会根据模型尺寸自动计算；但是，也可以在“输入值”表格下手动定义。

另一种方法是使用湍动能 k 和湍流耗散率 ε （“k 和 ε”）或湍动能 k 和湍流比耗散率 ω （“k 和 ω”）。这些量可以通过使用例如基于空气动力学表面粗糙度长度（地形类别）的大气边界层方法来计算风廓线来获得。

风廓线中湍流变量 k 和 epsilon 的定义

根据标准的廓线

按照规范风廓线

风荷载根据标准特定参数沿建筑高度确定。可供选择的标准有 EN 1991‑1‑4 [1]、ASCE/SEI 7‑16 [2] 和 NBC&cnbsp;2015 [3]。上图风廓线说明了与 EN 1991‑1‑4 [1] 相关的参数。当设置不同的标准时，此部分的内容会根据该规范的条例进行调整。

当您激活“参数”分支下“地形类别”旁边的文本框时，可以选择不同的类别。它们取决于您在模型“基本数据”中设置的标准和国家附录。

地形类别

对于某些国家附录，风速也取决于地形海拔高度。

作为所有参数的结果，将显示“基本风速” v_b,0 。风廓线是根据这个值计算的，同时考虑了模型的总高度。根据 EN 1991‑1‑4 [1]，4.2，该值是特征10分钟平均风速，不考虑风向和一年中的时间，在开阔乡村地形、有低矮植被（如草地）和孤立障碍物（间距至少为障碍物高度的20倍）的条件下，离地10 m 高度处测量。您可以在表格（第二个选项卡，标记为“表格值”）中或在右侧的图形中查看每个高度的风速。您也可以不直接使用基本风速，而是“考虑平均速度”。根据 EN 1991‑1‑4 [1]，4.3，地形上方高度 z 处的平均风速 v_m(z) 取决于地形粗糙度和地形地貌。它根据 EN& 1991‑1‑4 [1]，表达式 (4.3) 确定。这考虑了作用于模型上的峰值速度压力的影响由特定的风洞模拟来考虑，从而允许应用较低的平均速度。当激活此选项时，表格和图表将更新。

例如，德国的国家附录表& NA.B.2 中为四种地形类别指定了平均速度 v_m 的廓线。

空气的“密度”取决于海拔、温度、大气压力和湿度。它对流体的动态行为有影响。

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