Zbieżność symulacji obciążenia wiatrem

Symulacja obciążenia wiatrem nie zapewnia całkowicie stabilnych wyników, ponieważ jest to dynamiczny proces zmieniający się w czasie.

Aby rozwiązać ten problem, program mierzy wypadkową zbieżność całkowitych sił wypadkowych w określonym przedziale czasu.

Siły całkowite

Siły wypadkowe są monitorowane w trzech kierunkach:

• W kierunku wiatru: .
• Poziomo i prostopadle do kierunku wiatru:
• W kierunku pionowym: .

Skalowanie sił

Siły wypadkowe zależą od wielkości modelu. Aby prawidłowo skalować siły wypadkowe, program wykorzystuje ciśnienie dynamiczne i wartości powierzchni ,i .

Wartości powierzchni są używane do skalowania odpowiednich sił.

To podejście pozwala zneutralizować dysproporcje modelu w kierunkach wiatru X, Y i Z.

Te wartości względne obliczane są w następujący sposób:

• 
  Gdzie:

  • oznacza nacisk dynamiczny podawany w paskalach.
  • określa gęstość płynu w kg/m³.
  • określa prędkość płynu w m/s.
• Powierzchnia odpowiada obszarowi pokrywanemu przez rzutowanie wszystkich trójkątów modelu na płaszczyznę prostopadłą do osi X kierunku wiatru.
• Powierzchnia odpowiada obszarowi pokrywanemu przez rzutowanie wszystkich trójkątów modelu na płaszczyznę prostopadłą do osi Y kierunku wiatru.
• Powierzchnia odpowiada obszarowi pokrywanemu przez rzutowanie wszystkich trójkątów modelu na płaszczyznę prostopadłą do osi Z kierunku wiatru.

Siły skalowane są obliczane w następujący sposób:

Ocena stabilizacji sił wypadkowych

Aby zmierzyć zbieżność sił całkowitych w określonym okresie czasu, siły wypadkowe , i są obliczane i przechowywane dla liczby kroków n, a następnie maksymalna zmiana w danej chwili jest obliczana w następujący sposób:

Gdzie , i oznaczają przechowywane wartości , i dla danego kroku, a dla i = 1 do n.

Te zmiany siły maksymalnej są następnie skalowane odpowiednio według , i i wyświetlane w postaci procentowej.

Ostateczny wynik jest maksymalną z tych trzech skalowanych wartości:

Gdzie = 0,5%, tj. domyślny współczynnik odchyłki obciążenia.

Uwaga: W celu zapewnienia pełnej prawidłowości wyniku, musi być wykonanych co najmniej n etapów symulacji.

n oznacza liczbę etapów symulacji, dla których , i są przechowywane w celu porównania z bieżącym krokiem. Domyślna wartość n wynosi 10.