In commentaren over Formule 1 valt regelmatig de term simulatie of ‘sim’. Want de autosport benut al tijden de voordelen van computersimulatie. Gek genoeg past de bouwwereld deze techniek nog niet op grote schaal toe. Ons advies: wacht de ontwikkelingen niet af, maar omarm Computational Fluid Dynamics (CFD) nu al, zodat u straks de concurrentie met gemak inhaalt!
De auto-industrie gebruikt CFD onder andere om de perfecte aerodynamische vorm te ontwerpen. Dit levert modellen op met minder weerstand, wat leidt tot een lager brandstof-verbruik, minder uitlaatgassen en méér snelheid. In de autosport draait het natuurlijk om dat laatste. Bij de Formule 1 halen auto’s snelheden van meer dan 300 kilometer per uur. Een groot contrast met bouw¬constructies, die zelfs bij zware storm zelden windsnelheden van boven de 100 kilometer per uur hoeven te trotseren. Toch is de wind ook in uw tak van sport een belangrijke factor. Vooral als het gaat om veiligheid.
In de bouw testen we de impact van de wind meestal pas in de eindfase. Dit gebeurt met een maquette in een windtunnel. Als het Definitieve Ontwerp dan nog ingrijpend gewijzigd moet worden, heeft dat grote gevolgen voor de planning en het budget. Daarom schakelen architecten liefst al in de ontwerpfase een constructeur in om de windbelasting te berekenen. Een wiskundige benadering is bij blokken of cilinders vrij eenvoudig. Daar zijn ook normen voor. Maar vaak wordt er juist voor complexe en grillige vormen gekozen omdat die een gebouw een unieke signatuur geven. En dan zijn al die raakvlakken, hoeken en effecten veel moeilijker te berekenen, en ook lastig te testen in een windtunnel. Constructeurs maken daarom meestal voorzichtige schattingen, naast de veiligheidsmarges die al in de normen zijn ingebouwd. Het resultaat: onnodig zware constructies die lang niet zo mooi zijn.
Een computer met gespecialiseerde rekensoftware kan al die varianten wél in enkele seconden berekenen. Uw medewerkers krijgen dan direct heldere, visuele feedback. Het is een kwestie van geveltekeningen invoeren en parameters instellen, net als bij parametrisch ontwerpen. Zo kunnen de softwaregebruikers verschillende windrichtingen en -snelheden testen bij toepassing van uiteenlopende materialen met allerlei hoeken en vormen. En ook op verschillende hoogten, want hoe hoger, hoe meer wind, terwijl er aan de grond weer meer turbulentie is vanwege de onderbreking van de luchtstroom door andere gebouwen en objecten. Er zijn zelfs variabelen voor gassen en vloeistoffen, bijvoorbeeld om de impact van verschillende weertypen te toetsen. Natuurlijk blijft het een simulatie, net als bij een windtunneltest. Toch geeft CFD in een vroeg stadium inzicht in de mogelijkheden en de consequenties van een ontwerp. Dat komt zowel het ontwerp zelf als de veiligheid ten goede.
Onze overtuiging is dat CFD tot betere ontwerpen en nieuwe mogelijkheden leidt. Deze techniek komt nu breder beschikbaar en is niet meer weg te denken. Aan u de keuze: eerst verdere ontwikkelingen afwachten of nu al omarmen? Want ja, er zitten nog kinderziektes in. Zo zijn de turbulentiemodellen nog niet 100%. En de uitkomsten worden ook nog niet geaccepteerd voor goedkeuring van het Definitieve Ontwerp. Maar dat is een kwestie van tijd. Door CFD al in de ontwerpfase toe te passen, voedt u de rekenprogramma’s met data, waardoor ze steeds nauwkeuriger worden. Bovendien is CFD snel, goedkoop, flexibel en eenvoudig in gebruik. Maar het grootste voordeel van nu al instappen is dat uw medewerkers ervaring opdoen. Hebt u als bouwbedrijf de kennis al in huis, dan willen architecten graag met u samenwerken. Want zij kunnen met CFD de grenzen opzoeken en buitengewone constructies ontwerpen. Zo komt u in de race om opdrachten met een beetje Formule 1 gegarandeerd als eerste over de streep!
EMIEL PELTENBURG
Specialist Computer Aided Engineering
Adviseur op het gebied van:
Computer Aided Engineering
Procesoptimalisatie
Rekensoftware
Complexe vraagstukken
Specialiteiten:
Eurocodes, eindige elementen, sterkteberekeningen, detailberekeningen, weg- en waterbouwkunde, prefab en voorgespannen beton.
PARAMETRISCH ONTWERPEN