Le flux stationnaire est constant au cours du temps. Le calcul numérique résout les équations simplifiées de Navier-Stokes pour obtenir le champ de pression et de vitesse résultant.
Lorsque le vent souffle sur des structures hautes et élancées, telles que des cheminées, des gratte-ciel ou des mâts, un flux transitoire (instationnaire) peut être généré. En cas de vents stationnaires continus ou faiblement turbulents à une vitesse critique, un phénomène de tourbillonnement peut se produire derrière la structure.
Les tourbillons sont alternés d’un côté à l’autre. Ce modèle de tourbillon organisé est appelé « allée de tourbillons de Kármán ». Au fur et à mesure que les tourbillons disparaissent, des zones de dépression alternées sont générées du côté sous le vent de la structure et la force fluctuante agissant perpendiculairement à la direction du vent est générée, voir Détachement tourbillonnaire. En conséquence, des vibrations importantes peuvent se produire à des vitesses de vent modérées et fréquentes, les structures peuvent subir un grand nombre de cycles de contrainte qui entraînent des dommages par fatigue et peuvent déterminer une défaillance de la structure sans atteindre la contrainte limite ultime.
La fréquence périodique du détachement tourbillonnaire peut également être liée à la fréquence propre de la structure. Lorsque ces deux fréquences sont égales, la résonance s’installe et la structure subit de grandes oscillations perpendiculaires à la direction du vent.
Pour considérer les dommages potentiels induits par le détachement tourbillonnaire, il est important pour le calcul de la structure de simuler le flux de vent transitoire. Les modifications de la géométrie de la structure peuvent interrompre le glissement cohérent et, avec les modifications de rigidité, elles minimisent les problèmes liés à l’effet du vent. Le flux de vent transitoire et les effets de la géométrie de la structure peuvent être simulés par le calcul numérique CFD dans RWIND 3 Pro sans avoir besoin d’essais coûteux en soufflerie. La simulation numérique permet de vérifier de nombreux scénarios et vérifications de manière économique. [1] [2]
Le comportement transitoire du vent influence également le microclimat autour des bâtiments. Le confort de vent des piétons dans les zones urbaines est affecté par divers effets du vent, tels que l'étranglement du tunnel ou le tourbillon. Pour simuler ces problèmes, RWIND 3 Pro est également un outil adapté, comme le montre cet article.
Pour les simulations des flux transitoires, RWIND 3 utilise un solveur spécial (« BlueDyMSolver », développé par CFD Support à partir du solveur OpenFOAM® standard appelé « PimpleFoam »).