Wenn Ihnen experimentell ermittelte Flächendrücke für ein Modell zur Verfügung stehen, können diese in RFEM 6 auf ein Tragwerksmodell angesetzt, von RWIND 2 verarbeitet und als Windlasten für die statische Analyse in RFEM 6 verwendet werden.
Wie Sie die experimentell ermittelten Werte ansetzen, erfahren Sie in diesem Fachbeitrag.
Die RWIND-Ergebnisse können Sie sich direkt im Hauptprogramm anzeigen lassen. Wählen Sie im Navigator - Ergebnisse aus der oberen Liste den Ergebnistyp "Windsimulationsanalyse".
Derzeit sind folgende Ergebnisse verfügbar, die sich auf das RWIND-Berechnungsnetz beziehen:
Mit RWIND 2 Pro gelingt es Ihnen völlig problemlos, eine Durchlässigkeit auf eine Fläche anzuwenden. Sie benötigen lediglich die Definition
des Darcy-Koeffizienten D,
des Trägheitskoeffizienten I und
der Länge des porösen Mediums in Strömungsrichtung L,
um Druckrandbedingungen zwischen der Vorder- und Rückseite einer porösen Zone zu definieren. Dank dieser Einstellung erhalten Sie eine Strömung durch diese Zone mit einer zweiteiligen Ergebnisausgabe auf beiden Seiten des Zonenbereichs.
Doch das ist noch nicht alles. Zusätzlich erkennt die Generierung des vereinfachten Modells durchlässige Zonen und berücksichtigt entsprechende Öffnungen in der Modellhaut. Sie können auf eine aufwendige geometrische Modellierung des porösen Elements gut verzichten? Verständlich – dann haben wir gute Nachrichten! Mit der reinen Definition der Durchlässigkeitsparameter können Sie genau diesen unliebsamen Prozess umgehen. Nutzen Sie dieses Feature zur Simulation von durchlässigen Gerüstplanen, Staubschutzvorhängen, Netzkonstruktionen usw. Sie werden begeistert sein!
Kennen Sie schon den Editor zur Steuerung von Netzverdichtungen? Er wird Ihnen bei Ihrer Arbeit eine große Hilfe sein! Wieso? Ganz einfach – Er stellt Ihnen folgende Optionen zur Verfügung:
Grafische Visualisierung von Bereichen mit Netzverdichtungen
Netzverdichtung von Zonen
Deaktivierung der standardmäßigen 3D-Volumennetzverdichtung mit Transversion in entsprechende manuelle 3D-Netzverdichtungen
Diese Optionen helfen Ihnen dabei, auch bei Modellen mit unüblichen Abmessungen eine passende Regel für die Vernetzung des Gesamtmodells zu formulieren. Nutzen Sie den Editor, um kleine Modelldetails an großen Gebäuden oder detaillierte Netzbereiche im Nachlaufbereich des Modells effizient zu definieren. Sie werden begeistert sein!
Für frischen Wind sorgt das eigenständig lauffähige Programm RWIND 2. Es dient zur numerischen Simulation von Windströmungen und steht Ihnen sowohl als Basic- als auch als Pro-Version zur Verfügung. Was bietet RWIND Pro Ihnen an Zusatzfunktionen? Es erlaubt die Berechnung von transienten inkompressiblen turbulenten Windströmungen (zusätzlich zu den stationären in RWIND Basic). Aber das ist noch lange nicht alles. Sind Sie interessiert? Erfahren Sie hier:
Berechnung von stationären inkompressiblen turbulenten Windströmungen unter Verwendung des SimpleFOAM-Lösers aus dem OpenFOAM®-Softwarepaket
Numerisches Schema nach 1. und 2. Ordnung
Turbulenzmodelle RAS k-ω und RAS k-ε
Berücksichtigung von Oberflächen-Rauigkeiten abhängig von Modellzonen
Modellaufbau über VTP-, STL-, OBJ- und IFC-Dateien
Bedienung über bidirektionale Schnittstelle von RFEM bzw. RSTAB zum Import von Modellgeometrien mit normbasierten Windbelastungen und Export von Windbelastungslastfällen mit probenbasierten Ausdruckprotokolltabellen
Intuitive Modelländerung über Drag & Drop und grafische Anpassungshilfen
Generierung einer Shrink-Wrap-Netzhülle um die Modellgeometrie
Berücksichtigung von Umgebungsobjekten (Gebäude, Gelände, etc.)
Höhenabhängige Beschreibung der Windbelastung (Windgeschwindigkeit und Turbulenzintensität)
Automatische Vernetzung abhängig von einer gewählten Detailtiefe
Berücksichtigung von Schichtnetzen nahe der Modelloberflächen
Parallelisierte Berechnung mit optimaler Ausnutzung aller Prozessorkerne eines Computers
Grafische Ausgabe der Flächenergebnisse auf den Modelloberflächen (Flächendruck, Cp-Koeffizienten)
Grafische Ausgabe der Strömungsfeld- und Vektorergebnisse (Druckfeld, Geschwindigkeitsfeld, Turbulenz – k-ω-Feld, und Turbulenz – k-ε-Feld, Geschwindigkeitsvektoren) auf Clipper-/Slicer-Ebenen
Darstellung der 3D-Windströmung über animierbare Stromliniengrafiken
Berechnungen von mehreren Modellen in einem Stapelverarbeitungsprozess
Generator zur Erstellung von gedrehten Modellen für die Simulation von unterschiedlichen Windrichtungen
Optionale Unterbrechung und Fortsetzung der Berechnung
Individuelles Farbpanel je Ergebnisgrafik
Diagrammdarstellung mit separater Ausgabe der Ergebnisse auf beiden Seiten einer Fläche
Ausgabe des dimensionslosen Wandabstands y+ in den Netz-Inspektor-Details für das vereinfachte Modellnetz
Ermittlung der Schubspannung auf der Modelloberfläche aus der Strömung um das Modell
Berechnung mit einem alternativen Konvergenzkriterium (Sie können in den Simulationsparametern zwischen den Residual-Typen Druck oder Strömungswiderstand wählen)
Um die Körper in RWIND Basic zu modellieren, finden Sie in RFEM bzw. RSTAB eine spezielle Anwendung. Darin definieren Sie die zu analysierenden Windrichtungen über bezogene Winkelstellungen um die vertikale Modellachse. Gleichzeitig legen Sie das höhenabhängige Wind- und Turbulenzintensitätsprofil auf Basis einer Windnorm fest. Zusätzlich zu diesen Angaben ziehen Sie hinterlegte Berechnungsparameter hinzu, um für eine stationäre Berechnung je Winkelstellung eigene Lastfälle zu ermitteln.
Alternativ können Sie das Programm RWIND Basic auch manuell, ohne die Schnittstellenanwendung in RFEM bzw. RSTAB, verwenden. In diesem Fall modelliert RWIND Basic die Körper und die Geländeumgebung direkt aus importierten VTP-, STL-, OBJ- und IFC -Dateien. Die höhenabhängige Windbelastung und weitere strömungsmechanischen Daten können Sie in RWIND Basic direkt definieren.
Bei RWIND Basic kommt ein numerisches CFD-Modell (Computational Fluid Dynamics) zum Einsatz, um mithilfe eines digitalen Windkanals Windströme um Ihre Objekte zu simulieren. Der Simulationsprozess ermittelt aus dem Strömungsergebnis um das Modell die spezifischen Windlasten, welche auf Ihre modellierten Strukturoberflächen einwirken.
Für die Simulation selbst ist ein 3D-Volumennetz verantwortlich. RWIND Basic führt dafür eine automatische Vernetzung auf Basis von frei definierbaren Steuerparametern durch. Für die Berechnung der Windströme stehen Ihnen in RWIND Basic ein stationärer und in RWIND Pro ein transienter Löser für inkompressible turbulente Strömungen zur Verfügung. Aus den Strömungsergebnissen werden je Zeitschritt resultierende Oberflächendrücke auf das Modell extrapoliert.
Durch die Lösung des numerischen Strömungsproblems können Sie folgende Ergebnisse auf dem Modell und um das Modell herum erhalten:
Druck auf Körperoberfläche
Cp-Koeffizient-Verteilung auf der Körperoberflächen
Druckfeld um die Körpergeometrie
Geschwindigkeitsfeld um die Körpergeometrie
Turbulenz-k-ω-Feld um die Körpergeometrie
Turbulenz-k-ε-Feld um die Körpergeometrie
Geschwindigkeitsvektoren um die Körpergeometrie
Stromlinien um die Körpergeometrie
Kräfte auf stabförmige Körper, die ursprünglich aus Stabelementen generiert wurden
Konvergenzdiagramm
Richtung und Größe des Strömungswiderstands der definierten Körper
Trotz dieser vielen Informationen bleibt RWIND 2 Dlubal-typisch übersichtlich. Sie können sich für eine grafische Auswertung frei festlegbare Zonen definieren. Voluminös dargestellte Strömungsergebnisse um die Körpergeometrie fallen meistens unübersichtlich aus – Das Problem kennen Sie sicher bereits. Daher stellt Ihnen RWIND Basic zur Analyse frei verschiebbare Schnittebenen zur separaten Darstellung der „Volumenergebnisse“ in einer Ebene zur Verfügung. Für das 3D-verzweigte Stromlinienergebnis haben Sie die Wahl zwischen einer ruhenden und einer animierten Darstellung in Form von bewegten Linienstücken oder Partikeln. Diese Option hilft Ihnen dabei, die Windströmung als dynamische Wirkung darzustellen.
Sämtliche Ergebnisse können Sie als Bild oder speziell für die animierten Ergebnisse als Video exportieren.
Mit dem Start der Analyse in der Anwendung von RFEM bzw. RSTAB stoßen Sie einen Stapelverarbeitungsprozess an. Dieser stellt sämtliche Stab-, Flächen- und Volumendefinitionen des Modells jeweils gedreht mit allen relevanten Beiwerten in den numerischen Windkanal von RWIND Basic. Zudem startet er die CFD-Analyse und gibt die resultierenden Oberflächendrücke für einen ausgewählten Zeitschritt als FE-Netzknotenlasten bzw. Stablasten in die jeweiligen Lastfälle von RFEM bzw. RSTAB wieder zurück.
Diese mit RWIND-Basic-Lasten versehenen Lastfälle sind berechenbar. Sie können sie außerdem mit anderen Lasten in Lastkombinationen und Ergebniskombinationen kombinieren.