Definido Story
En este ejemplo, vamos a calcular las presiones locales, las presiones medias y los estudios de parámetros para el diseño preliminar con métodos más precisos, como el transitorio URANS.
Este ejemplo pertenece al grupo 2, según la figura 2.2 en WTG-Merkblatt-M3:
- G2: valores absolutos con requisitos de precisión medios. El área de aplicación puede incluir parámetros o estudios preliminares cuando se planean investigaciones posteriores con mayor precisión (p. ej., un examen en túnel de viento de clase G3).
- R2: Solitario, todas las direcciones de viento relevantes con una resolución direccional suficientemente fina.
- Z2: valores medios estadísticos y desviaciones estándar, siempre que impliquen procesos de flujo estacionarios, para los cuales es suficiente una verificación estadística de las fluctuaciones con un factor de pico.
- S1: Efectos estáticos. Son suficientes para representar el modelo estructural con el detalle mecánico necesario, pero sin las propiedades de masa y amortiguamiento.
Las dimensiones del ejemplo se muestran en la figura 01, y la hipótesis de entrada se ilustra en la tabla 01:
Tabla 1: Datos de entrada del ejemplo del cubo en 3D
| Parámetro | Símbolo | Valor | Unidad |
|---|---|---|---|
| Velocidad básica del viento | V | 10,13 | m/s |
| Altura de la cubierta | h | 6 | m |
| Dimensión horizontal | α | 6 | m |
| Ángulo de cubierta | θcubierta | 0 | Grados |
| Densidad del aire – RWIND | ρ es | 1,25 | kg/m³ |
| Direcciones del viento | θviento | 0 | Grados |
| Modelo de turbulencia – RWIND | RANS y URANS | - | - |
| Viscosidad cinemática (ecuación 7:15, EN 1991-1-4) – RWIND | ν | 1,5×10⁻⁵ | m²/s |
| Orden del esquema – RWIND | Primera y segunda | - | - |
| Valor teórico residual – RWIND | 10⁻⁴ | - | - |
| Tipo residual – RWIND | Presión | - | - |
| Número mínimo de iteraciones – RWIND | 800 | - | - |
| Capa límite – RWIND | NL | 10 | - |
| Tipo de función de muro – RWIND | Mejorada/Combinada | - | - |
Análisis de sensibilidad
Para el ejemplo actual, el análisis de sensibilidad se muestra según la figura 02. Los resultados de las fuerzas de arrastre totales se investigan para cuatro números de malla diferentes. La independencia de la malla se obtiene en 1,6 millones de celdas.
Resultados
El diagrama de la figura 3 presenta la distribución del coeficiente de presión (Cp) media y máxima a lo largo de una posición específica en una estructura, comparando los resultados experimentales con simulaciones numéricas utilizando varios modelos computacionales. Los datos experimentales incluyen mediciones del estudio de campo de Silsoe FS y pruebas en túnel de viento (WT), mientras que las simulaciones se realizan utilizando los modelos RWIND RANS y RWIND URANS. El modelo URANS se divide en valores medios y máximos para analizar el comportamiento de la presión aerodinámica de forma exhaustiva.
La comparación en la figura 4 tiene como objetivo evaluar la precisión de los modelos de simulación de RWIND en la replicación de los resultados experimentales. Se presentan métricas estadísticas clave, como el coeficiente de correlación (R) y el coeficiente de determinación (R²), para cuantificar la concordancia entre los datos simulados y experimentales, ofreciendo información sobre la fiabilidad de estos modelos para el análisis aerodinámico. La línea de referencia diagonal representa una combinación perfecta entre la simulación y los resultados experimentales, y la proximidad de los puntos de datos a esta línea refleja la precisión de cada modelo.
El modelo está disponible aquí para su descarga gratuita:
