Comparaison de VENTO AEC avec un autre code de CFD et avec des essais en soufflerie, pour deux modèles de turbulence différents.
La comparaison s’appuie sur la communication de Dagnew et al. (université de Floride), présentée à la 11e Americas Conference on Wind Engineering (Porto Rico, 2009).
Introduction
Les bâtiments, les ponts, les couvertures de grande portée et les autres ouvrages de génie civil doivent résister aux charges extérieures imposées par la nature, au moins assez pour ramener les dégâts catastrophiques des forces naturelles à une limite acceptable. Le vent est l’une des principales forces responsables de ruines catastrophiques et de pertes humaines.
L’évaluation et la prédiction exactes des charges de vent, ainsi que des mesures d’atténuation adaptées, sont donc très importantes pour réduire les effets défavorables du vent dans l’environnement bâti. Outre les charges moyennes et de fond (dues aux fluctuations turbulentes) sur les bâtiments rigides, les structures souples subissent aussi des charges de vent résonantes. Les pressions varient en outre sur les faces au vent et sous le vent, du fait des fluctuations de l’écoulement incident et de son interaction avec le bâtiment.
Des études montrent que, pour de nombreux immeubles de grande hauteur, la réponse transversale et la réponse en torsion peuvent dépasser la réponse dans l’axe du vent, tant pour les états limites que pour l’aptitude au service. La plupart des normes existantes ne fournissent pourtant de procédure que pour l’évaluation des effets dans l’axe du vent. Pour les cas complexes, elles renvoient aux essais sur modèle physique en soufflerie à couche limite (BLWT).
Deux méthodes principales permettent d’obtenir les pressions de vent sur un bâtiment : l’analyse CFD ou les essais en soufflerie.
Les simulations VENTO AEC
Les utilisateurs de CFD maîtrisent les logiciels les plus répandus et les plus performants. Ceux-ci restent aussi compliqués, lourds et chronophages qu’il y a près de 20 ans. Ils ne sont pas adaptés aux besoins ni à l’environnement des ingénieurs du génie civil.
Vento CFD a développé VENTO AEC, premier logiciel de CFD exclusivement destiné aux professionnels de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction (AEC). Il a été taillé sur mesure à partir de plus de 50 années-homme d’expérience en CFD, pour bâtir un logiciel d’aérodynamique du bâtiment qui ne demande aucune connaissance préalable de la CFD. Il fournit des résultats fiables et validés, avec une simplicité et une rapidité sans équivalent.
Nous montrons ici que les résultats de VENTO AEC sont comparables à ceux d’autres codes de CFD et aux essais en soufflerie.
L’analyse a été menée sur un maillage de 950 000 cellules, avec les deux modèles de turbulence.
Le premier est le modèle de Spalart-Allmaras (SA) et le second le modèle k-epsilon (k-eps).
Le temps de préparation a été de 10 minutes pour SA, plus 3 minutes supplémentaires pour k-eps.
Le temps de calcul sur un poste à 4 cœurs a été de 70 minutes pour SA et de 81 minutes pour k-eps.
Comparaison avec la CFD de référence et la soufflerie
Conclusion
Le comportement du modèle k-epsilon est très proche des résultats de référence obtenus avec le même modèle. Le modèle k-epsilon surestime le Cp maximal et produit une forte dépression sur les deux côtés.
Le comportement du modèle de Spalart-Allmaras est lui aussi très proche de la référence LES (simulation des grandes échelles). Il est, comme on peut le voir, très proche des données de soufflerie.
VENTO AEC est une excellente option pour l’évaluation numérique des pressions de vent sur les immeubles de grande hauteur.
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