Tento příklad vychází ze zkoušky mezní vrstvy atmosféry (ABL) z dokumentu německého WTG: Informační list pro výbor 3 - Numerická simulace proudění větru, kapitola 9.1 (viz odkazy). Před každou numerickou simulací by měl uživatel zkontrolovat, zda mezní vrstva atmosféry definovaná na přítoku zasahuje do konstrukce, a to testováním jejího vývoje v prázdném tunelu. To ovlivňuje nejen průběh rychlostí, ale také turbulentní veličiny. Zkouška musí být provedena pro stacionární (RANS) i nestacionární (URANS, LES) výpočty. V následujícím příspěvku předvedeme vývoj rychlostního pole, pole kinetické energie turbulence a pole rychlosti disipace turbulence pro čtyři kategorie terénu I až IV definované v EN 1991-1-4. Svislá anizotropní turbulence podle podle kapitoly 6.3.1 a použijeme turbulentní model RANS k-ω SST.
Další informace najdete na následujícím odkazu:
Závěr na příkladu ABL v kapitole 9.1 WTG:
Rozdíly ve výsledcích pozorované v programu RWIND ve srovnání s příkladem ABL ve WTG lze přičíst několika důležitým faktorům souvisejícím s definicí zadání a okrajovými podmínkami:
- Vstupní profily: Vstupní profily ve WTG nejsou jasně specifikovány a informace ESDU pro třídy drsnosti I až IV jsou příliš obecné. To vede k odchylkám od zamýšlených charakteristik hraniční vrstvy atmosféry (ABL).
- Nejasné okrajové podmínky: V příkladu nejsou jasně stanoveny okrajové podmínky, které jsou rozhodující pro přesnou reprodukci vstupního proudění.
- Geometrie tunelu: Šířka tunelu není k dispozici. To vyvolává nejistotu, zda se jedná o úplnou 3D oblast nebo o zjednodušený 2D případ, což přímo ovlivňuje chování proudění a vývoj turbulence.
- Rozlišení sítě: Chybí údaje o hustotě sítě (včetně hodnot y+), což ztěžuje posouzení přesnosti při modelování stěn a kvality rozlišení turbulence.
- Modelování turbulence: Kinetická energie turbulence (k) se na rozdíl od pevné hodnoty předepsané ve WTG (rovnice 27) považuje za proměnnou. Tato nekonzistence dále přispívá k odchylkám v profilech rychlostí a turbulenci.
V programu RWIND jsou další rozdíly v zachování vstupního profilu způsobeny omezeními proudu v implementacích okrajových podmínek:
- Horní hranice: místo konstantního smykového napětí nebo pevných hodnot pro rychlost k, ε nebo ω se použije podmínka prokluzu. I když to má minimální dopad v oblasti okolo budovy. Tento problém lze vyřešit relativně jednoduchou aktualizací programu RWIND 4.
- V blízkosti dna tunelu: Okrajová podmínka bez prokluzu je použita bez modelování aerodynamické drsnosti povrchu dna tunelu (v tomto VE v programu RWIND). This is sufficient except for the simulations focused on pedestrian wind comfort and longer approach fetches. In the RWIND default tunnels for determining wind loads for static analysis of structures, the approach fetches are too short for the profiles to dissipate, and the deviations in the near ground region do not significantly influence the wind load results.