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2023-03-09

根据欧洲规范 (EN 1991-1-4) 推荐风洞尺寸

计算区域的大小(风洞尺寸)是风洞模拟的一个重要方面,它影响着 CFD 模拟的准确性和成本。

近年来,使用计算流体力学(简写为 CFD)来设计风敏感结构的研究越来越受到人们的关注。 这是因为随着计算机技术的进步使得解决复杂的流体动力学问题的成本变得较低。 计算区域的大小(风洞尺寸)是风洞模拟的一个重要方面,它影响着 CFD 模拟的准确性和成本。

在建筑模型外部的体积区域中离散和求解基本流方程,这被称为计算域(图 1)。 一个典型的长方体区域共有六个边界。 除了区域边界之外,的面积上的区域误差是模拟误差的来源(以下称为领域误差)。 请重要的是设置物理障碍,使其离结构足够远,以便最大程度地减少对结果的主要影响。 如果边界线离模型太远,模型的计算量会增加。 必须在考虑计算成本和求解精度的情况下对计算域的大小进行优化 [1]。

计算风工程 (CWE) 的最佳实践建议 {%! 这些建议将域中的错误与风洞测试中的类似问题联系起来,例如有限截面区域内的阻挡效应,以及域中与建筑模型之间的空间不足的局部流动人为加速。 因此取钢筋混凝土结构域边界与建筑模型之间的最小距离和最大遮挡系数,或两者的组合,用于规定尺寸要求 {%!

这里有一个欧洲规范圆柱体的例子, #Refer [4]]] ,其中考虑了两个不同的计算域尺寸。 第一种情况(图 2)是 RWIND 的默认设置,精度较低但计算速度更快;第二种是建议的风洞尺寸(图 3),精度更高,但计算成本更高。 例如,对于默认的风洞尺寸,完成 CFD 模拟需要23 分钟,而对于建议的风洞尺寸,完成模拟需要42 分钟'(计算成本增加约 80%) 。 此外,需要注意的是,模拟是由 CPU 执行的: Intel(R) Xeon(R) Gold 6248R [email protected] GHz128 GB RAM ,用于1000 次迭代



从风压系数(Cp)图(图4)中可以看出,计算区域的大小对结果的准确性有重要影响,特别是在计算正压区域时。 图 6 中显示了空气动力学方面建议的风洞尺寸[5]。 关键是要注意速度入口附近的压力场的值;它们更接近于零,效果更佳(图 5)。



作者

Kazemian 先生为 Dlubal 软件公司负责产品的开发和营销,尤其是程序 RWIND 2。

参考


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