SimScaleの 歩行者風快適性(PWC)解析は、Pacefish®\(^1\) が開発した格子ボルツマンソルバー(LBM)に基づいています。この短い記事では、PWCシミュレーションでジオメトリを扱う際に従うべきベストプラクティスについて説明します。
ジオメトリの詳細
LBMではジオメトリのクリーニングは必要ありませんが、 1GBを超えるファイルサイズはほとんど必要 ありません。SimScaleでは、通常3GB程度までの非常に大きなファイルをアップロードすることができますが、動作が遅くなり、シミュレーションで問題に直面する可能性があります。このため、重いファイルの根本原因を探すことを強くお勧めします。過去には、看板、バナー、フェンスなどのディテールを削除することで、 +8 GBから 200 MB 未満までファイルを削減しました。
一般的なルールとして、PWCでは、0.3\(m\) 未満のフィーチャは、違いを生む可能性が低いので、あなたの判断で削除してください。
重要なギャップ
SimScaleのLBMソルバーは形状の小さな隙間をうまく処理するため、水密性は必要ありませんが、隙間が大きく、流体が自由に通過できる場合は、ソルバーがシミュレーションを解くことが期待できます。 ただし、これは結果に影響を与える可能性があります。これは、ギャップがRegion of Interest (関心領域)の近くにある場合に特に重要です。このような隙間は、欠落した面であったり、建物がトポロジーと交差しておらず、そのため表面上に浮かんでいて、その下に流体がある可能性があります。
LBMは信じられないほどロバストですが、 ジオメトリをチェックする際には責任を持つ必要があります。過去の例では、メインの建物の建築モデルの面が欠けていたり、橋の下の面が欠けていたり、周囲の建物が地形を通して押し出されていなかったりしたことが原因でした。
スクリーン、木、植生
スクリーン、樹木、植生は、閉じたボリューム領域として表現することが重要です。BIMツールから樹木をインポートする場合、樹木が2つの2D垂直アウトラインとして表現されていることがよくあります。これらは実際の流れを正しく表していないため、 削除する必要があります。このような場合は、 ソリッド表現で置き換えるか、 除く方が良いでしょう。
上の図は、両者の違い、そして何が許容され、何が許容されないかを明確に示しています。
樹木を多孔質物体(空気はその中や周囲を流れることができる)として定義するには、葉を表すソリッド(上の画像の一番上の緑色の体積)を選択するだけです。多孔質モデルの使用については、 こちらをご覧ください。
スクリーン、手すり、フェンスなどはジオメトリで詳細化されることが多いのですが、これには理想的でない点がいくつかあります。まず、ジオメトリのアップロードが重くなり、 アップロードと準備 のプロセスが遅くなります。これはSimScaleプラットフォームの応答性にも影響し、ユーザーエクスペリエンスが低下します。
2つ目の問題は、詳細がセルサイズより小さい場合、ジオメトリが壁として扱われたり無視されたりして一貫性のない結果になることです。したがって、より良いアプローチは、小さな形状を多孔質媒体としてモデル化することです。これは、セルサイズよりもかなり小さい反復的な形状をモデル化するための技術的な名称です。
スクリーンは薄い3Dボリュームとして表現できます。しかし、スクリーンを正しくモデリングするためには、メッシュの体積に少なくとも1つのセルが必要です。したがって、非常に薄いボリュームは極端な細分化を必要とし、解法コストが一桁高くなる可能性が高いため、ユーザーはボリュームの実際の深さを考慮する必要があります。ほとんどの場合、面内効果を正しくモデル化するためには、物理的なボリュームよりも厚いボリュームが許容されます。
一時的ジオメトリ
一時的なジオメトリには、 人、車、座席、テーブル、その他永久的な固定物ではない小さなアイテムが 含まれます。シミュレーション結果に影響を与える障害物として機能する可能性があるため、削除する必要があります。
例えば、ゴミ箱は固定されているかもしれませんが、1年後、議会がゴミ箱の交換、撤去、移動を決定するかもしれません。