Michalski, A: Simulation leichter Flächentragwerke in einer

Windbeanspruchungen bilden für textile Konstruktionen aufgrund ihres geringen Eigengewichts die bemessungsmaßgebende Belastung, wobei insbesondere instationäre turbulente Windfluktuationen bei diesen Tragwerken zu Schwingungserscheinungen führen können. Die Erfassung der dynamischen Bauwerksreaktionen ist aufgrund des speziellen Tragverhaltens, der Werkstoffeigenschaften und der stark ausgeprägten Wechselwirkung von Struktur und Fluid äußerst komplex. Das Simulationswerkzeug der Fluid-Struktur-Wechselwirkungssimulation bietet im Vergleich zu den gängigen Methoden der Ingenieurspraxis, die Möglichkeit, Kraft- und Verformungszustände wirklichkeitsnah zu erfassen. Für dieses Berechnungskonzept ist es notwendig, das turbulente Windfeld stromaufwärts des zu untersuchenden Bauwerks innerhalb einer numerischen Strömungsumgebung zu modellieren. Diese Problematik wurde in bisherigen numerischen Simulationen nur andeutungsweise behandelt. Ziel der Arbeit ist es, diese Lücke zu schließen. Es wird eine Methode, wie eine atmosphärische Grenzschichtströmung innerhalb einer numerischen Strömungssimulation mit einer für die Gebäudeaerodynamik ausreichenden Genauigkeit realisiert werden kann, entwickelt und umgesetzt. Das Strömungsproblem wird hier durch die inkompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen und die Turbulenz durch den Ansatz der Grobstruktursimulation modelliert.Die Grundlagen atmosphärischer Windströmungen in Zusammenhang mit der Tragwerksanalyse werden aufbereitet und vor allem die statistische Beschreibung des mikrometeorologischen Teil des Windspektrums detailliert diskutiert. In dieser Arbeit wird die künstliche Erzeugung von Windgeschwindigkeitszeitreihen, ausgehend von statistischen Beschreibungen turbulenter Windströmungen, eingesetzt. Es werden zwei Verfahren, mit denen zeitlich und räumlich aufgelöste Windfelder erzeugt werden, umgesetzt: die Methode der autoregressiven Prozesse und die Methode der Wellenüberlagerung mithilfe der dreidimensionalen