Windsimulation mit digitalem Windkanal - Easy.Wind

Windkräfte spielen eine entscheidende Rolle bei der statischen Berechnung von Bauwerken, die Windlasten ausgesetzt sind. Zur Unterstützung von Ingenieuren und Konstrukteuren bei der Beurteilung der Auswirkungen von Wind steht das Programm EasyDwt zur Verfügung. EasyDwt dient als digitaler Windkanal-Simulator und bietet eine Reihe von Funktionen, um die Auswirkungen von Windkräften auf Bauwerke zu analysieren und zu verstehen. Die folgenden Funktionen werden von EasyDwt unterstützt:

• Steady-State und transiente Simulation
• Import von Geometrien über die Easy Dateiformate.
• Eine Geometrie für die Analyse und beliebig viele weitere Geometrien für zusätzliche Gebäudeteile und Umgebung
• Drehung der Geometrie zur Analyse verschiedener Windrichtungen
• Automatische Dimensionierung des Tunnels
• Turbulenzmodelle: k-epsilon, k-omega, k-omega SST und Spalart-Allmaras-DDES
• Höhenabhängige Windprofile
• Ausgabe von cp-Werten und Lastzonen oder Lastvektoren
• Grafische Auswertung der Ergebnisse

Der in EasyDwt verwendete Windkanal ist kastenförmig mit einem Einlass und einem Auslass gestaltet. Im linken Bild ist die Oberseite des Tunnels nicht angezeigt. Die Windströmung im Inneren des Tunnels ist stets in die positive X-Richtung gerichtet. Um jedoch Wind aus verschiedenen Richtungen zu simulieren, wird die Geometrie im Tunnel entsprechend gedreht.

Um genaue Simulationen zu gewährleisten und unerwünschte Wechselwirkungen mit den Tunnelwänden zu vermeiden, muss der Windkanal deutlich größer sein als die Bounding Box der Geometrie. Dieser zusätzliche Raum ermöglicht eine ungehinderte Luftströmung um die zu untersuchende Struktur. Durch die Einhaltung eines angemessenen Abstands zwischen der Struktur und den Tunnelwänden können mögliche Nebeneffekte wie Interferenzen und Grenzschichtverzerrungen auf ein Minimum reduziert werden.

Auf der Leeseite der Geometrie ist der Tunnel länger ausgelegt als auf den anderen Seiten. Diese Anpassung trägt dem Vorhandensein von Turbulenzen Rechnung, die sich stromabwärts des Bauwerks entwickeln. Turbulenzen sind ein natürliches Phänomen, das durch die Wechselwirkung zwischen dem Wind und den Oberflächen des Bauwerks entsteht. Die größere Länge des Tunnels auf der Leeseite bietet genügend Abstand, damit sich die Turbulenzen abbauen können, und gewährleistet eine genaue Simulation des Windverhaltens und der Kräfte um das Bauwerk herum. Unterstützte Turbulenzmodelle für stationäre Simulationen sind: k-epsilon, k-omega und k-omega SST. Die Parameter können automatisch anhand der Windgeschwindigkeit und der Turbulenzintensität berechnet werden.

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