RWIND Simulation - 风荷载模拟 (风洞)

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基于CFD技术的风荷载数值模拟, 适用于任意建筑结构

RWIND Simulation 是一个独立程序,用于对建筑物或任何其他物体周围的风(数字风洞)进行数值模拟,并生成风荷载,定义作用在结构上的风荷载大小。该程序基于PC-Progress和CFD软件计算平台开发,可以用作独立应用程序,也可以作为RFEM和RSTAB程序的补充,进行静态和动态分析。

  1. 产品特性

    • 三维不可压缩风流量分析OpenFOAM ®软件
    • 支持从RFEM和RSTAB或STL文件直接导入模型
    • 使用拖放和图像调整工具就可以轻松修改模型
    • 通过"Shrink Wrap网格划分技术"自动修正模型拓扑
    • 任意在环境中添加对象(建筑物,地形等)
    • 按照规范标准定义随高度相关的风速
    • K-epsilon和K-ω湍流模型
    • 根据选定的精度自动进行网格划分
    • 采用并行计算,最佳利用多核计算机的性能
    • 只需几分钟即可得出标准精度的模拟结果(1百万个单元网格)
    • 只需几小时即可得出高精度模拟结果(1百万到1000万个单元网格)
    • Clipper/Slicer平面上的结果图形显示(标量场和向量场)
    • 流线图形显示
    • 流线动画模拟(可创建视频)
  2. 生成RFEM / RSTAB 荷载工况的基本数据

    输入

    RFEM和RSTAB配有专门的接口,可以与RWIND Simulation 模型数据互连。 在该程序中,需要分析的风向将根据与模型竖轴的角度来定义,随高度变化的风荷载值根据使用的荷载标准来定义。 据此借助流体参数,湍流模型属性和迭代参数为每个风向角度创建单独的荷载工况。 在RWIND Simulation环境下可以利用 STL矢量图中的地形模型或环境模型 ,对这些荷载工况进行局部的修正和扩展。

    除此以外RWIND Simulation也可以在不运行RFEM和RSTAB的情况下自主运行。 在这种情况下,通过导入STL和VTP文件直接对RWIND Simulation中的结构和地形环境进行建模。 随高度变化的风廓线和其他流体力学数据可以在RWIND Simulation中直接定义。

  3. 在RWIND Simulation 中考虑地形模型| ©www.sta-con.cz

    计算

    RWIND Simulation采用数值CFD模型(计算流体力学)在数字风洞的帮助下对建筑物周围的风流进行计算。 RFEM或RSTAB的模拟过程会产生特定的风荷载。

    三维实体网格结构用于模拟。 RWIND仿真执行自动小梁 ,由此能够以几个参数设置整个网格密度和局部网格细化模型上很简单。 利用不可压缩湍流流动的数值求解器计算模型上的风流和面压。 在模型上推导出结果。 RWIND Simulation的设计使用了不同的数值解算器。

    目前,我们建议使用OpenFOAM ®软件的软件包 ,它提供了在我们的测试中效果非常不错,也是CFD模拟一种广泛使用的工具。 另类数值求解器正在研制中。

  4. RWIND Simulation中的风流场流线

    输出

    除了RFEM或RSTAB中产生的载荷工况(请参阅下一部分)之外,RWIND Simulation中的空气动力学分析结果还代表了整个风场流动问题。

    • 结构面上的压力
    • 环绕结构几何形状的压力场
    • 环绕结构几何形状的速度场
    • 环绕结构几何形状的速度向量
    • 环绕结构几何形状的风流场流线
    • 由杆件单元生成的杆件形状的结构的受力
    • 收敛图
    • 定义结构的流动阻力的方向和大小

    结果在RWIND Simulation中以图形方式显示。 为了结构几何形状周围的流动结果更简单、清楚的查看和分析,您可以通过可自由移动的裁剪剖面,在平面中显示“实体结果”。 3D分支流线结果除了静态的结果显示之外,还能以移动线或者移动粒子形式的动画显示。 此选项可以直观地显示出风流体的动力学效应。

    所有结果都可以导出为图片或者动画视频。

  5. 在 RFEM 中显示荷载分布

    导出风荷载至 RFEM 或者 RSTAB

    接口软件在开始批处理计算过程开始后, RFEM/RSTAB 模型中所有已经定义的杆件,面和实体将会连同其对象的全部相关重要参数全部导出输入到 RWIND Simulation 风洞数值分析中。计算完成之后,其等效表面风压等计算结果将作为有限元节点荷载或者杆件荷载分别分配指定到 RFEM 或 RSTAB 相应的各个荷载工况中。

    使用 RWIND 风荷载模拟 所计算得出的荷载工况可以直接计算,并且可以与其他荷载组合和结果组合中的其他荷载相互组合计算。

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