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Numerische Strömungsmechanik

Die Modellierung von Windströmungen in der bebauten Umwelt und die Bestimmung ihrer Einwirkungseffekte auf Bauwerke und Bauwerksteile gehören zum Fachgebiet des Windingenieurwesens. Aufgaben und Fragestellungen werden in der praktischen Anwendung mit den in der Norm DIN EN 1991-1-4:2010-12 & NA bereitgestellten Verfahren behandelt oder darüberhinausgehend anhand von speziell ausgewiesenen Windkanalversuchen untersucht. Der Einsatz von Verfahren der numerischen Strömungsmechanik (engl.: Computational Fluid Dynamics – CFD) gerät immer mehr in den Fokus, ist aber noch nicht Stand der Technik für alle Anwendungen im Windingenieurwesen.

Die rasante Entwicklung der CFD in den letzten 10 Jahren von sehr spezifischen Simulationstools bis hin zu leistungsstarken Multi-Physik-Modellen und die stetige Steigerung von Rechnerleistungen und -kapazitäten haben jedoch zu einer erhöhten Präsenz solcher Modelle geführt. Es finden sich heute eine Vielzahl an Softwareprogrammen kommerziell zu erwerben oder frei verfügbar im Internet. Interessierte haben Zugang zu CFD-Software.

Die Hürden sind deutlich niedriger, als bei einem physikalischen Windkanal. Unweigerlich stellen sich bei der Anwendung der Programme, bei der Nutzung von damit generierten Daten und bei der baustatischen Prüfung Fragen:

• Wie belastbar sind CFD-Simulationsergebnisse?

• Wovon hängt die Qualität der Simulationsergebnisse ab?

• (Wie) Können Simulationsergebnisse in der Praxis verwendet werden?


Um diesen Fragen nachzugehen, werden in der Arbeitsgruppe grundlegende Aspekte zur numerischen Modellierung der Gebäudeaerodynamik im Windingenieurwesen aufgegriffen. Es ist entscheidend zunächst Grundlagen und Unsicherheiten zu beschrieben, sowie relevante Aspekte zur Qualitätssicherung für die numerische Modellierung zusammenzufassen.