Стационарный поток постоянен во времени. Для численного расчета нужно решить упрощенные уравнения Навье-Стокса для получения результирующего поля давления и скорости.
Когда ветер дует на высокие тонкие конструкции, такие как трубы, небоскребы или мачты, может создаваться нестационарный (нестационарный) поток. При устойчивых непрерывных или слабо турбулентных ветрах с критической скоростью за конструкцией может возникать явление вихреобразования.
Вихри скачут попеременно с одной стороны на другую. Эта организованная вихревая модель называется вихревой дорожкой Кармана. По мере схода вихрей на подветренной стороне конструкции создаются чередующиеся зоны низкого давления, а также возникают колебательные силы, действующие перпендикулярно направлению ветра, см. Вихреобразование. В результате могут возникать большие колебания при умеренных и частых скоростях ветра, конструкции могут подвергаться большому количеству циклов напряжения, которые приводят к усталостным повреждениям и могут определять выход конструкции из работы без достижения предельного напряжения по несущей способности.
Кроме того, периодическая частота вихреобразования может быть связана с собственной частотой конструкции. Когда эти две частоты равны, наступает резонанс и конструкция испытывает большие колебания перпендикулярно направлению ветра.
Для учета потенциального ущерба, вызванного вихреобразованием, в расчете конструкций важно смоделировать нестационарный поток ветра. Изменения геометрии конструкции могут прервать когерентное осыпание и вместе с изменениями жесткости минимизировать проблемы, связанные с воздействием ветра. Нестационарный воздушный поток и эффекты геометрии конструкции можно смоделировать с помощью численного расчета CFD в RWIND 3Pro без необходимости дорогих испытаний в аэродинамической трубе. Преимущество численного моделирования заключается в том, что многие сценарии и расчеты могут быть проверены экономичным способом. [1] [2]
Кратковременное поведение ветра влияет также на микроклимат вокруг зданий. На ветровой комфорт пешеходов в городских районах влияют различные ветровые воздействия, такие как уплотнение туннеля или завихрение. Для моделирования данных проблем также подходит программа RWIND 3Pro, см. Ветровой комфорт в пешеходных зонах в нашей Базе знаний.
Для моделирования нестационарных потоков в RWIND 3 используется специальный решатель ("BluDyMSolver", разработанный CFD Support на основе стандартного решателя OpenFOAM® «ПенаПена»).