RWIND 3 eignet sich hervorragend zur Erzeugung von windinduzierten Lasten auf allgemeine Tragwerke. RWIND 3 is a separate program that is used externally to determine load cases and wind loads for RFEM 6 and RSTAB 9 models. Für RFEM kann das Modell aus Stäben, Flächen und/oder Volumen in beliebiger Zusammensetzung bestehen. Bei RSTAB-Modellen können Lasten für Modelle erzeugt werden, die dem Tragwerk vollständig entsprechen, wie z. B. Gittermaste oder Verbandsträger ohne Beplankung. RWIND verwendet ein numerisches CFD-Modell (fluid_dynamics Computational Fluid Dynamics), um eine strömungsmechanische Simulation der Umströmung von Körpern in einem Windkanal durchzuführen. Als Ergebnis des Simulationsprozesses werden für RFEM bzw. RSTAB spezifische Windlasten erzeugt.
Für die Simulation wird ein 3D-Netz aus finiten Volumina verwendet. RWIND führt eine automatische Vernetzung durch, während die gesamte Netzdichte sowie die lokale Netzverdichtung in der Nähe des Modells mit nur wenigen Parametern eingestellt werden können. Für die Berechnung der Luftströmung und des Flächendrucks auf dem Modell wird ein numerischer Finite-Volumen-Solver für inkompressible turbulente Strömungen angewandt. Die Ergebnisse werden dann am Modell extrapoliert. RWIND wurde so konzipiert, dass es mit verschiedenen numerischen Solvern funktioniert. Aktuell wird die Verwendung des OpenFOAM® Softwarepakets empfohlen, welches, nach unseren Tests, sehr gute Ergebnisse liefert und ein weit verbreitetes Tool für CFD-Simulationen ist. Alternative Gleichungslöser sind in Entwicklung.
RWIND 3 is able to read the topology from RFEM 6 and RSTAB 9 models as well as from *.stl, *.ifc, *.obj, and *.vtp files (importing *.stp and *.igs files is in preparation). Kleinere Korrekturen des Modells, die bei Ecken oder Anschluss erforderlich sein können, werden automatisch vorgenommen. The data relevant to the loading can be defined either in RWIND 3 or in the RFEM 6 / RSTAB 9 load cases. Letzteres ist zu empfehlen: Es ermöglicht Ihnen, Lastfälle für die relevanten Windrichtungen zu erstellen und Windprofile nach spezifischen Normen anzusetzen. Optional können Turbulenzeffekte einbezogen werden. Die Abmessungen des Windkanals sind auf die Größe des Modells abgestimmt, können aber bei Bedarf angepasst werden.
Die Ergebnisse der Simulation umfassen die Druck- und Geschwindigkeitsfelder um das Modell, die Stromlinien, den Flächendruck und die Stabkräfte. Sie stellen Ergebnisse einer stationären Analyse dar. Alle Ergebnisse werden durch Farbdiagramme (Isoflächen) oder Isolinien am Modell bzw. durch Slicer-Ebenen im Windkanal veranschaulicht. Die Stromlinien können in einer animierten Ansicht angezeigt werden, wodurch die Auswirkungen laminarer und turbulenter Strömungen einfach bewertet werden können. Als wesentliches Ergebnis der Simulation werden für das RFEM-/RSTAB-Modell Lasten erzeugt. Diese werden in die jeweiligen Lastfälle exportiert und dort als FE-Knotenlasten oder Stablasten angesetzt.
The common procedure for creating wind loads with RWIND 3 is as follows:
- Die Modelldaten definieren Sie in RFEM 6 bzw. RSTAB 9. Stellen Sie sicher, dass im Dialog "Basisangaben" das Add-On 'Windsimulation' aktiviert ist.
- Öffnen Sie den Dialog "Lastfälle und Kombinationen". Legen Sie die Lastfälle für die relevanten Windrichtungen fest und weisen jeweils den Analyse-Typ 'Windsimulation' zu.
- Legen Sie für diese Lastfälle die "Windsimulationsanalyse-Einstellungen" und das "Windprofil" fest.
- Use the "Calculate Wind Simulation" function to export the model data relating to one of the load cases to the RWIND 3 program.
- In RWIND können die Einstellungen des Windkanals, der Vernetzung, der Modellvereinfachung usw. überprüft werden. Passen Sie die Parameter bei Bedarf an.
- Starten Sie die Berechnung in RWIND.
- Kontrollieren Sie die Ergebnisse.
- Beenden Sie RWIND und kehren Sie zu RFEM/RSTAB zurück.
- Kombinieren Sie den/die Windlastfall(e) ggf. mit anderen Lastfällen in Last- und Ergebniskombinationen.
- Starten Sie abschließend die Berechnung der Verformungen und Schnittgrößen.
Apart from the interactive application with RFEM 6 or RSTAB 9, RWIND 3 can be used as a stand-alone program for universal CFD analyses. Importieren Sie einfach das von Ihnen erstellte Modell in Ihre CAD-Anwendung und führen Sie die Analyse in RWIND durch. Die Strömungsfelder, Oberflächendrücke, Widerstandskräfte usw. können für verschiedene Anwendungsbereiche genutzt werden, wie z.B. Analyse eng beieinander liegender Gebäude oder Fußgänger-Windkomfort-Simulation in einer Stadt.
We hope you will have a pleasant and successful time working with RWIND 3.