风荷载模拟在结构设计中起着至关重要的作用，特别是在高层建筑的设计中，风荷载显着影响结构的稳定性、居住舒适度和周围环境。 因此，必须对风压分布、气流和当地的微气候产生影响，并且能够预测到复杂的风向，这样才能满足建筑的美学和视觉吸引力，以及安全性和弹性方面的要求。
为了将这些因素考虑到您的结构设计中，Dlubal 软件提供了 RWIND 3，该程序专门用于模拟虚拟风洞中物体周围的气流。 该模拟使用数值 CFD（计算流体动力学）模型，可以在 RFEM 或 RSTAB 中提供准确的风荷载。 RWIND 3可以作为独立程序使用，也可以与 RFEM 和 RSTAB 集成，成为一个全面的结构分析与设计解决方案。
下面概述了使用 CFD 技术的优势，特别是与传统风洞测试相比的优势。 CFD 和风洞测试之间的主要区别在于它们的方法、成本、灵活性以及处理复杂场景的能力，我们将在后面进行讨论。 现在必须要了解，CFD 是使用数学算法和数值方法对流体行为进行数字建模，使用离散化技术来分析空气或流体的运动。 风洞测试则是将物理模型放置在可控的风环境中，通过传感器和压力表收集真实的气流数据，从而提供直接的实验结果。 因此，现在我们将进一步介绍这两种方法的不同之处，并着重说明CFD的优势。
1. 成本效益
CFD 模拟风洞比建造和维护风洞更经济，特别是对于涉及大量配置的复杂风洞实验。 虽然最初在 CFD 软件和计算资源上的投资可能很大，但是一旦建立，就可以进行广泛的模拟，而无需花费更多的材料和人工费用。 此外，分析个别变化所需的资源也更少。 相比之下，风洞测试的成本很高，特别是对于大型或复杂的模型，并且每次测试都需要花费大量的准备时间和精力。
2. 灵活性和修改选项
CFD 实现了快速的设计、迭代和分析，并且可以轻松调整风速、密度和温度等参数，以及将其他系数考虑在内。 这使得可以快速运行和修改模拟，而无需更改风洞测试中所需的物理设置。 短时间内遇到的多个场景设计无法解决风洞测试的问题，而 CFD 则在这方面具有优势。
3.时间效率
这种好处直接归功于我们之前讨论的灵活性，无需修改物理设置即可快速调整参数。 如前文强调的，CFD 技术可以快速运行多个工程分析计算场景，在节省时间方面具有明显优势。
4. 仿真功能
CFD 软件可以非常详细地显示流体动力学、压力分布和温度变化等图形。 它可以对由于尺寸或速度限制而难以在物理风洞中建模的场景进行精确分析，例如极高的速度或复杂的几何形状。 CFD 可以对这些条件进行模拟，而不受物理限制。 虽然风洞可以在物理上复制气流，并且在模拟空气与对象之间的相互作用方面通常可以提供更高的准确性，但它们仅限于来自特定测量点的数据，与 CFD 相比，它们提供的全面程度不如 CFD。
5.辅助功能
软件开发和云计算的进步使得计算流体动力学（CFD）变得更加容易理解，并为更广泛的读者所使用。 像 OpenFOAM 这样的开源 CFD 工具提供了强大的免费模拟功能。 由于 CFD 可以完全在虚拟环境中进行，因此研究人员可以在没有进入风洞的环境中进行详细的研究和分析。
6.与现代技术的结合
现代 CFD 工具的另一个优势是可以与其他工程软件集成，从而简化从设计到仿真的整个工作流程，并支持采用多专业方法进行设计和分析。 一个很好的例子就是将 CFD 工具与 Dlubal 的 RFEM 和 RSTAB 程序结合使用，为结构分析提供了完整的解决方案。
结束语
CFD 和风洞测试不仅在方法上不同，在资源和时间要求、灵活性、处理复杂情况的能力、用户可访问性以及与其他软件的集成方面也不同。 本文重点介绍了 CFD 在这些领域中的优势，因为其高度的灵活性和低运行成本的详细信息，以及研究复杂结构内空气行为的能力。 然而，必须要指出的是，尽管有这些优势，风洞试验对于验证 CFD 模型和捕捉现象至关重要，这对于精确模拟可能具有挑战性。 总的来说，CFD 对于设计研究、样机测试以及分析难以在风洞中进行的复杂动力学场景特别有价值，而风洞测试是验证模型和进行准确空气动力学评估的最后一步。 在大多数情况下，将 CFD 与风洞测试相结合，可以充分发挥这两种方法的优势，