Adaptives Verfahren zur effizienten numerischen Simulation mehr-skaliger Phänomene bei der Windumströmung von Bauwerken

建筑物周围风流多尺度现象高效数值模拟的自适应方法

• 批准号: 210860130
• 负责人: Professor Dr. Guido Morgenthal
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl Modellierung und Simulation - Konstruktion
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2015-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/210860130?language=en
• 关键词: Adaptives; Verfahren; zur; effizienten; numerischen

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden Methoden zur effizienten numerischen Simulation von Windströmungen um Bauwerke entwickelt. Sie sollen den Besonderheiten solcher Strömungen, insbesondere den Charakteristika bei hohen Reynolds-Zahlen, den sehr unterschiedlichen räumlichen Skalenverhältnisse, der Komplexität der Körpergeometrien sowie den Einflüssen möglicher Strukturschwingungen Rechnung tragen. Die turbulente und teils abgelöste Luftströmung um Bauwerke wird maßgeblich beeinflusst durch die KörpergeometrieStrukturdetails wie Handläufe oder zur Strömungsmanipulation angebrachte Bauteile wie Guide Vanes oder bewegliche Klappen können einen erheblichen Einfluss auf die gesamte Strömung haben. Die Simulation muss daher auf unterschiedlichen Skalen die physikalischen Vorgänge abbilden. Das zu entwickelnde Verfahren basiert auf der zweidimensionalen netzfreien Vortex-Partikel-Methode, die bereits erfolgreich für Berechnungen im Windingenieurwesen, insbesondere an Brücken und Türmen, eingesetzt wird. Die Methode soll erweitert werden um Komponenten, die eine im Strömungsgebiet veränderliche räumliche und zeitliche Diskretisierung sowie Rechengenauigkeit erlauben. Dabei kann auf Vorarbeiten des Antragstellers aufgebaut werden. Die verteilte Adaptivität soll durch Ansätze gesteuert werden, die auf einer Auswertung aktueller Feldparameter basieren und damit die lokal erforderliche Auflösung ermitteln. Die entwickelte adaptive Methode soll an verschiedenen Problemen validiert werden und in der Anwendung eine effiziente und automatisch hinreichend aufgelöste Berechnung komplexer Strömungen um beliebige linienförmige Bauwerke unter Berücksichtigung von Fluid-Struktur-Interaktions-Phänomenen erlauben.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens韦尔登方法zur effizienten numerischen Simulation von Windströmungen um Bauwerke entwickelt. Sie sollen den Besonderheiten solcher Strömungen，insbesondere den Charakteristika bei hohen Scholds-Zahlen，den sehr unterschedlichen räumlichen Skalenverhältnisse，der Körpergeometrien sowie der Einflüssen möglicher Strukturschwingungen Rechnung tragen. Bauwerke的通风和通风系统将受到KörpergeometrieStrukturdetails（如Handläufe或Strömungsmanipulation angebrachte Bauteile（如Guide Vanes或Bewegliche Klappen））的巨大影响。模拟必须对身体机能进行更深入的研究。在二维自由涡分区方法的基础上进行数值计算，可以得到在风场中的有效载荷，包括Brücken和Türmen。该方法解决了韦尔登um Komponenten，一个在Strömungsgebiet veränderliche räumliche和zeitliche retisierung sowie Rechengenauigkeit erlauben。大北可以在韦尔登的安特拉斯特勒斯特里过夜。该verteilte Adaptivität soll durch Ansätze gesteuert韦尔登，die auf einer Auswertung aktueller Feldparameter basieren and damit die local erforderliche Auflösung ermitteln.该自适应方法解决了韦尔登的有效性和自动性问题，并在流体结构-相互作用-物理过程中有效地提高了复杂结构的效率和自动性。

项目成果

A GPU-accelerated pseudo-3D vortex method for aerodynamic analysis

• DOI: 10.1016/j.jweia.2013.12.002
• 发表时间: 2014-02
• 期刊: Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
• 影响因子: 4.8
• 作者: G. Morgenthal;A. Corriols;Ben W. Bendig

Methods for controlling the local spatial and temporal resolution of vortex particle simulations of bluff body aerodynamics problems

控制钝体空气动力学问题涡粒子模拟局部空间和时间分辨率的方法

• DOI: 10.1016/j.compfluid.2018.02.016
• 发表时间: 2018
• 期刊: Computers & Fluids
• 影响因子: 2.8
• 作者: Milani;Morgenthal
• 通讯作者: Morgenthal

Parallels between wind and crowd loading of bridges

• DOI: 10.1098/rsta.2012.0430
• 发表时间: 2013-06-28
• 期刊: PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY A-MATHEMATICAL PHYSICAL AND ENGINEERING SCIENCES
• 影响因子: 5
• 作者: McRobie, Allan;Morgenthal, Guido;Prendergast, John
• 通讯作者: Prendergast, John