Ветровые расчеты

Расчеты ветровых нагрузок

Влияние ветра по-разному сказывается на строительных конструкциях. К примеру, в случае с одноэтажным коттеджем воздействие ветра сводится к минимуму, а вот для небоскребов или «парусных» рекламных щитов расчет ветровых нагрузок становится важным этапом при проектировании и эксплуатации. Современное программное обеспечение такое как Ansys включает в себя алгоритмы расчета ветренных нагрузок и способно наиболее точно осуществлять данные расчеты по отношению к различным сооружения.

Первостепенно необходимо определить давление ветра исходя из района рассматриваемой местности. Существуют специальные карты районирования территорий РФ по уровню давления ветра, а также данная информация указывается в нормативных документах. В Российской федерации главным нормативным документом, регламентирующим ветровую нагрузку является - СП 20.13330*

Возможности ANSYS CFD для расчета ветровых нагрузок

CFD в расчетах внешней аэродинамики зданий, сооружений и их комплексов

*Computational Wind Engineering (CWE)

Задачи внешней аэродинамики и атмосферных течений + СFD

*Задачи в области CWE

• Расчет ветровых нагрузок на здания и сооружения (поле ветрового давления, аэродинамические коэффициенты, учет естественной вентиляции и фильтрации через открытые проемы, ускорение на верхних этажах и др.)
• Расчет задач аэрации территорий застройки (течения над большими территориями, комфортность пешеходов, рельефный учет, группы элементов с разным масштабом застройки и др.)
• Моделирования переноса, осаждение и фильтрация песка, пыли, микрочастиц в воздухе в атмосферном пограничном слое (многофазные течения, учет зеленых насаждений и др.)
• Моделирование переноса газообразных эмиссий от высоких и низких источников (многокомпонентные течения, множество источников загрязнения, влияние тепловых режимов в пограничном слое)
• Моделирование эффектов городского острова тепла (отличные от нейтральных стратификации пограничного слоя, источник/стоки тепла и др.)

Расчет задач ветровой энергетики, в т.ч. проектирование энергоэффективных зданий (задачи с подвижным и перекрывающимися зонами, аэродинамические характеристики ветроэнергоустановок, аэроупругие эффекты и задачи FSI)

• Исследование метеорологических явлений, критических ветровых режимов (торнадо, шквалистый ветер и др.)

СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с изменениями N 1, 2)

«….Для сооружений повышенного уровня ответственности, которое указаны в 1, статья 48.1, часть 2 или в примечании 2, а также во всех случаях, не предусмотренных В.1 (иные формы сооружений, учет при надлежащем обосновании других направлений ветрового потока или составляющих общего сопротивления тела по другим направлениям, необходимость учета влияния близстоящих зданий и сооружений, рельефа местности и аналогичные случаи), аэродинамические коэффициенты устанавливаются в рекомендациях, разработанных с учетом 4.7 на основе результатов:

1. Физического (экспериментального) моделирования – испытаний в аэродинамических трубах.
2. Математического (численного) моделирования ветровой аэродинамики на основе численных схем решения трехмерных уравнений движения жидкости и газа с адекватными моделями турбулентности, реализованных в современных верифицированных лицензионных программных комплексах вычислительной гидрогазодинамики….»

*Эксперимент

• Экспериментальные исследования проводятся в аэродинамических трубах;
• Исследование проводятся на масштабных моделях;
• Требуются технологии для формирования профилей параметров набегающего потока, соответствующих профилям в атмосферном пограничном слое;
• Соблюдение подобия по числу Рейнольдса часто не достижимо;
• Результаты исследования ограничены возможностями измерительного оборудования и др.

*Численное моделирование (CWE)

• Относительно экономичные методы;
• Предоставляют полную информацию о структуре и параметрах потока;
• Позволяют проводить параметрические расчеты;
• Исследования проводятся на реальных масштабах;
• Результаты исследования существенно зависят от большого количества входных параметров;
• Требуется валидация и верификация расчетных методик.

Центр сертификации ООО «ТЕСТПРОМ» (аттестат компетентности № РОСС RU.32354. 04КЛМ0.ОС01) зарегистрированный в Системе добровольной сертификации «Единая Экспертная Система» выполняет работы по расчету ветровых нагрузок в специализированном программном обеспечении ANSYS и имеет в своем штате аттестованных экспертов в данном направлении.