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5. November 2024

E3. Anwendungen von quasi-statischen Verfahren

Um für verschiedene Anwendungsfälle in der Tragwerksplanung an der Schnittstelle zur Windkraft zuverlässige und genaue Ergebnisse zu erhalten, ist die Wahl der geeigneten CFD-Berechnungsmethode (Computational Fluid Dynamics) entscheidend. Je nach Problemstellung und spezifischen Berechnungsanforderungen variieren die notwendigen Parameter, die Auflösung sowie die Art der CFD-Berechnung. Diese Abhängigkeit zwischen Anwendungsfall, relevanten physikalischen Größen und geeignetem numerischem Verfahren wird in folgender Übersichtstabelle verdeutlicht. Die Spannweite der Anwendungsfälle reicht von quasi-statischen Lasten bis hin zu komplexen Interaktionsprozessen wie Flatterschwingungen bei Leichtbau-Flächentragwerken. Die Wahl des Berechnungsverfahrens wird auf die charakteristischen Kennwerte und den gewünschten Detaillierungsgrad abgestimmt.

In Bild 6 ist eine systematische Zuordnung verschiedener Anwendungsfälle zu den erforderlichen Parametern und den zugehörigen CFD-Berechnungsmethoden dargestellt. Für quasi-statische Berechnungen beispielsweise werden mittlere Kraftbeiwerte und Windprofile benötigt und es können sowohl stationäre als auch instationäre Berechnungen aus der Gruppe 1 oder 2 angesetzt werden. Komplexere dynamische Phänomene wie Fluktuationen oder Interaktionen hingegen erfordern instationäre Verfahren der Gruppen 3 beziehungsweise 4. Dies verdeutlicht, dass die Komplexität der Aufgabenstellung und die spezifischen Anforderungen an die physikalische Genauigkeit die Wahl der geeigneten Berechnungsmethode maßgeblich beeinflussen.