Zur Seitenansicht
 

Titelaufnahme

Titel
Zur Leistungsfähigkeit von CFD-Berechnungen bei der Windlastermittlung auf Bauwerke durch Vergleich mit Windkanaltests / Susanna Haibach, BA
VerfasserHaibach, Susanna
Begutachter / BegutachterinnenLener, Gerhard
Betreuer / BetreuerinnenLener, Gerhard
ErschienenInnsbruck, Dezember 2017
Umfang136 Seiten : Illustrationen
HochschulschriftUniversität Innsbruck, Masterarbeit, 2017
Datum der AbgabeDezember 2017
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)CFD / Computational Fluid Dynamics / SST-Turbulenzmodell / RANS / Best-Practice-Guidelines / Windengineering / Windkanaltest / Vergleich
Schlagwörter (EN)CFD / Computational / Fluid / Dynamics / SST-Turbulencemodel / RANS / Windengineering
URNurn:nbn:at:at-ubi:1-14733 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
 Das Werk ist frei verfügbar
Dateien
Zur Leistungsfähigkeit von CFD-Berechnungen bei der Windlastermittlung auf Bauwerke durch Vergleich mit Windkanaltests [30.09 mb]
Links
Nachweis
Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Frage, ob der numerische Windkanal für die Windlastermittlungen im konstruktiven Ingenieurbau sinnvoll anwendbar ist. Dabei wird die Leistungsfähigkeit von Computational Fluid Dynamics (CFD)-Berechnungen unter vereinfachten Annahmen auf ihre Genauigkeit und Praxistauglichkeit hin untersucht. Die Voraussetzung der Praktikabilität liegt in den vereinfachenden Annahmen, die auf Best-Practice-Guidelines (BPG) basieren. Die wichtigsten Hauptannahmen der BPG sind, dass stationär mit dreidimensionalen Reynolds-Gemittelten-Navier-Stokes-Gleichungen simuliert wird und als Turbulenzmodell das Shear-Stress-Transport-Modell (SST-Modell) verwendet wird. Der Vergleich der CFD-Berechnungen geschieht mit Windkanaltests, welche schon lange als Methode zur Windlastermittlung auf Bauwerke etabliert sind. Dabei wird eine scharfkantige Geometrie im Windkanal getestet welche im Anschluss mittels CFD simuliert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden beide Methoden der Windlastermittlung durchgeführt und beschrieben. Bei einem anschließenden Vergleich wurde herausgearbeitet, wo zwischen den beiden Methoden die größten Abweichungen lagen. Bei diesem Vergleich wurde festgestellt, dass die qualitativen Verläufe beider Methoden gute Übereinstimmungen erzielten. Die größten Abweichungen traten im Sogbereich auf. Dort lieferte der Windkanaltest konservativere Werte als die CFD-Berechnung, während im Druckbereich der umgekehrte Fall eintrat wobei die Ergebnisse der CFD-Berechnung sich etwas über denen des Windkanals ergaben. Als Hauptergebnis dieser Arbeit ist abzuleiten, dass der numerische Windkanal unter den Voraussetzungen der BPG für scharfkantige Geometrien eine gute Möglichkeit zur Einschätzung von Windlasten im Bauwesen bietet.

Zusammenfassung (Englisch)

This presented master thesis treats the question whether or not a numerical wind tunnel is a suitable method applicable for determining wind loads in structual engineering. In doing so the performance of Computational Fluid Dynamics (CFD) - under simplified assumptions - is evaluated concerning its accuracy and practicability. These simplifications are based on Best-Practice-Guidelines (BPG). The stipulated main conditions are, that simulations are performed with 3D steady Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) with a Shear-Stress-Transport-(SST)-Model as a turbulence model. To verify the CFD results, wind channel tests as an established method for estimating wind loads, were conducted. Within the framework of this thesis, a sharp-edged geometry was tested in a wind channel and also simulated utilising the CFD method. Both methods were analysed and described in this presented thesis. Subsequently a comparison amongst the two methods was compiled and the conclusion to draw is that both methods deliver qualitative very similar trends. The largest deviations occur within the suction areas, where the wind channel tests yielded more conservative values than those of the CFD computation. For areas exposed to windpressure the results of CFD computation reach slightly higher values than those resulting from wind tunnel tests. The main conclusion of this thesis is that under BPG conditions, the numerical wind tunnel indeed is a suitable tool to estimate wind loads for sharp-edged geometries within the civil engineering industry.

Statistik
Das PDF-Dokument wurde 20 mal heruntergeladen.