“在设计一座全新的年夜型建筑物前，人们常常会建造一个等比例模子，再放入风洞中进行测试。固然这类方式被普遍承认也被利用了50年，但它的缺点是低估了峰值负荷，是以设计者们会利用批改系数来提高平安边界。这类测试方式还别的一个错误谬误，就是每次测试时风只能从一个标的目的来，而实际世界的阵风和年夜涡流风可以同时从良多分歧的标的目的波动。

在设计一座全新的年夜型建筑物前，人们常常会建造一个等比例模子，再放入风洞中进行测试。固然这类方式被普遍承认也被利用了50年，但它的缺点是低估了峰值负荷，是以设计者们会利用批改系数来提高平安边界。这类测试方式还别的一个错误谬误，就是每次测试时风只能从一个标的目的来，而实际世界的阵风和年夜涡流风可以同时从良多分歧的标的目的波动。丹麦公司Vind-vind正在开辟一种新型湍流模子，用来获得天然前提下风对建筑物的影响。这类建模利用了真实世界的数据来晋升测试的正确性，并经由过程10ns脉冲的激光雷达系统进行搜集。空气中的粒子反射激光，利用Spectrum仪器的最新旗舰产物M5i.3321数字化仪卡便可以阐发由多普勒效应致使的返回光的转变。不雅看风力摹拟视频https://spectrum-instrumentation.com/videos/3D.mov。

图1:风以很是复杂的体例与建筑彼此感化。这张视频截图显示了33米高的风速,和位在左上角的立异激光雷达系统

Vind-Vind首席履行官Per J rgensen注释道:“今朝，丈量风活动有两种方式。一种是在数千米距离内进行低分辩率丈量，另外一种是在数百米的短距离内进行高分辩率丈量。我们设计了一种基在激光雷达（LIDAR）的仪器，它可以或许在长距离规模内以高分辩率进行丈量。在产物设计的进程中，Spectrum数字化仪卡阐扬了要害性感化。它可以或许以每秒3.2 GigaSamples的采样率，以12位分辩率获得数据。现实上，这远远超越了我们的要求，但它为产物在应对“喧闹”情况和弱旌旗灯号等环境供给了加倍靠得住的包管。另外，额外的带宽还意味着我们可以或许当即辨认并过滤高频噪声，在后期数据处置时再解除低频噪声。”可以想象，追踪年夜量在风中移动的尘埃颗粒会发生年夜量的数据。Vind-Vind最初筹算利用FPGA平台但判断抛却了，这首要是因为编程过在复杂，计较能力也不足以处置每秒发生的年夜量数据。终究，数据问题是经由过程Spectrum仪器的SCAPP驱动法式(Spectrum的CUDA拜候并行处置)得以解决。在该解决方案中，具有16通道PCIe接口的M5i数采卡直接将搜集到的数据以每秒最高12.8GB的速度发送到基在CUDA的显卡，而不是电脑真个CPU中。此次利用的Nvidia Quadro A4000显卡包罗一个6144核的GPU，处置数据的速度远超只有6核或8核的电脑CPU。Vind-Vind计较机建模的最初方针是评估湍流与城市情况中丈量到的湍流有何差别。在此以后，湍流模子将得以改良，并包罗来自分歧标的目的的阵风的年夜气层更高部门的影响。真实世界中搜集的正确数据可以用来验证3D计较机摹拟的猜测成果。Jorgensen弥补道：“经由过程验证，我们的3D风力模子可以用来供给更高程度的平安性和舒适性，由于它可以或许猜测实际世界的复杂性，而不受限在风洞测试的版本。终究，建筑师因为风洞模子的禁绝确性进行的过度计划将显著削减。这也意味着项目可延续性的晋升，和本钱的下降。”Vind-Vind公司假想其3D风模子在良多环境下将被证实是无价的，特别是当风洞没法供给有效的成果时，这此中包罗年夜气湍流与城市情况、风力涡轮机群、桥梁或机场的复杂风互动。

图2: M5i.3321-x16数字化仪卡在每两个通道上都可供给3.2 GS/s采样速度，12位分辩率和1 GHz带宽。M5i.33xx系列数字化仪有5种分歧型号，最高速度为10 GS/s，最高带宽可达3GHz以上。

Vind-Vind是由两家姊妹公司构成。PJ Science ApS专注在出产和发卖立异的激光雷达系统，而Vind-Vind ApS则是一家为建筑行业进行风力阐发的咨询公司。更多信息请拜候 www.bkt-consulting.com。