D1.3 Größe des Berechnungsbereichs

Bei CFD-Simulationen ist die Wahl des Strömungsquerschnitts entscheidend. Ein zu kleiner Querschnitt kann die Ergebnisse erheblich verfälschen, da kein vollständiger Druckausgleich erfolgt, was zu Abweichungen bei den absoluten Druckbeiwerten führt. Im Gegensatz zu Windkanälen, die geringfügige Undichtigkeiten aufweisen können, sind CFD-Netze komplett geschlossen und reagieren besonders empfindlich gegenüber Blockierungseffekten. Bei unzureichendem Strömungsquerschnitt können insbesondere Sogbeiwerte stark überhöht angezeigt werden. Um diese Effekte möglichst gering zu halten, sollte der Blockierungsanteil für Einzelobjekte kleiner als 1% sein und auf keinen Fall 2-3% überschreiten. Komplexe Topologien erfordern besondere Überlegungen.

Bei den Gebietsabmessungen sollte der Anfahrabstand generell das Doppelte der Verdrängungsbreite bzw. -höhe des Bauwerks betragen, sofern die Anströmung bereits ein voll entwickeltes Profil aufweist. Die Nachlauffläche soll sich über 10-20 Bauwerksbreiten erstrecken. Vertikal ist bei 3D-Simulationen ein Bereich von mindestens 5 Strukturhöhen über dem Objekt vorzusehen, bei 2D-Berechnungen mindestens 10 Strukturhöhen. Seitlich soll der Anströmbereich je Seite mindestens 3 Körperhöhen betragen. Die COST-Richtlinie empfiehlt eine noch großzügigere Dimensionierung von 5 Strukturhöhen vor und an den Seiten des Objektes und 15 Strukturhöhen im Nachlauf. Zusammengefasst ergibt sich diese Tabelle:

Tabelle 5: Empfehlungen für die Geometriemodellierung des Berechnungsbereichs