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2024-07-11
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Superficies permeables

En RWIND 3 Pro, es posible aplicar la permeabilidad a una superficie. A brief theory about the permeability can be found in Chapter Permeability. In RWIND 3 Pro, the permeability is modeled using a boundary condition, a prescribed pressure drop on defined surfaces. La caída de presión (gradiente de presión) está dada por la ecuación:

∆p=-(DμU+12IρU2)·L

Δp[Pa]

Pressure drop

μ[Pa.s]

Dynamic viscosity of the fluid

U[m/s]

Velocity of the fluid

D[1/m2]

Darcy coefficient

I[1/m]

Inertial coefficient

ρ[kg/m3]

Density of the fluid

L[m]

Permeable media length in the flow direction
Caída de presión

donde los coeficientes D e I se definen como:

I=CFα

CF[-]

Forchheimer parameter

α[m2]

Permeability
Coeficiente de inercia

D=1α

α[m2]

Permeability
Coeficiente de Darcy

In the permeable media models discussed in Chapter Permeability, a source term is added on the right side of the N‑S equations in the centroid of the cells where the permeability should be solved. Since RWIND 3 Pro only solves permeable surfaces (that is, relatively thin elements), the permeability is modeled using a cyclic boundary condition (porousBafflePressure) so far, prescribing the pressure gradient on the selected elements (patch). Para obtener más detalles, consulte la guía de OpenFOAM. Este es un modelo computacionalmente simple y se pueden lograr resultados interesantes en un corto tiempo de cálculo. Sin embargo, tiene sus limitaciones, por ejemplo, el uso del modelo para una caída de presión alta puede no conducir a la convergencia y a los resultados.

Puede encontrar información más específica sobre el modelo de permeabilidad (porousBafflePressure) en el manual OpenFOAM-4.1.

Permeabilidad y zonas

In RWIND 3 Pro, the permeability is assigned to the selected zones as a material property, see the image below.

Zonas y permeabilidad
Zonas y permeabilidad

En el cuadro de diálogo "Editar zona", en la sección "Material", haga clic en "Crear nuevo material..." o "Editar material...". Aparece un cuadro de diálogo con parámetros de permeabilidad.

Edición de material, Permeabilidad
Edición de material, Permeabilidad

Aquí, se deben definir los coeficientes de permeabilidad D, I y la longitud (espesor) de la superficie permeable L. An introduction on how to derive and obtain these coefficients was described in Chapter Permeability. More ideas and approaches to deriving the coefficients can also be found here: Calculadora de Darcy-Forchheimer One way to obtain the coefficient and model the permeability is described in the Knowledge Base Article on the Dlubal website.


Después de configurar todos los coeficientes y asignar zonas a las superficies, el modelo con superficies permeables está listo para el cálculo.

Consejo

A la hora de configurar los coeficientes D e I, es importante tener en cuenta su interpretación física. El coeficiente D afecta la importancia de las fuerzas de fricción (viscosa), mientras que el coeficiente I afecta la importancia de las fuerzas inerciales de velocidad cuando el flujo pasa a través de la superficie permeable.

Importante

The calculation with the surface permeability can be performed on simplified models only. The shrink-wrapping mesh ensures a geometrically correct mesh without any open volumes. If the model simplification is disabled, the generated volume mesh could be of a poor quality and the results may be incorrect. Here it is important to underline that the simplified model with and without permeable surfaces differs significantly, see , the model with permeable surfaces in this case forms an open volume model, which then leads to a larger volumetric mesh then the same model without them.

Modelo de malla con y sin superficie permeable
Modelo de malla con y sin superficie permeable

Importante

The current permeability model (OpenFOAM, porousBafflePressure) is functional for relatively simple permeable surfaces (e.g., wire meshes, louvers, barriers, etc. ), i.e., simple shapes defined by a set of equally oriented triangles.Thus, if we use permeable surfaces for the whole building (for example, the "Eiffel Tower" model from Project Manager), then the calculation will most likely be unstable, the results will be incorrect or the calculation will not work at all.

Campo de velocidades, Superficies permeables
Campo de velocidades, Superficies permeables

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Artículos de la base de datos de conocimientos
Introducción de la coacción lateral intermedia en el centro de la barra 1
Las condiciones de apoyo de una viga sometida a flexión son esenciales para su resistencia al pandeo lateral. Si, por ejemplo, una viga de vano simple se mantiene lateralmente en el medio del vano, se puede evitar la flecha del ala comprimida y se puede aplicar un modo propio de dos ondas. El momento crítico de pandeo lateral aumenta significativamente con esta medida adicional. En los módulos adicionales para el cálculo de barras, se pueden definir diferentes tipos de apoyos laterales en una barra utilizando la ventana de entrada "Apoyos intermedios".
Cargas de cálculo e imperfecciones para el análisis estructural
Este artículo técnico analiza los efectos de la rigidez de las conexiones en la determinación de los esfuerzos internos, así como en el diseño de las conexiones utilizando el ejemplo de un pórtico de acero de dos pisos y dos vanos.
Dimensiones de la placa extrema
Se va a calcular una unión de montaje que consiste en secciones huecas con chapas extremas. Es el cordón inferior de una cercha el que se tiene que dividir por razones de transporte.
KB 1900 | Efecto de palanca en conexiones de alas de secciones huecas circulares
Este artículo analiza y compara el efecto de palanca en tres tipos de conexiones: una conexión con ala de anillo, una chapa frontal (pletina) circular y un ala de anillo rigidizada con cartelas.
Capturas de pantalla
Características de los productos
Característica 002678 | Conexión de secciones de perfiles huecos circulares

En el complemento Uniones de acero, puede conectar secciones huecas circulares mediante soldaduras.

Es posible conectar las secciones circulares entre sí o con componentes estructurales planos. Los redondeos de secciones estándar y de paredes delgadas también se pueden conectar con una soldadura.

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Característica 002672 | Cálculo de estabilidad y de secciones para perfiles conformados en frío según EN 1993-1-3

En el complemento Cálculo de acero, puede aplicar un valor para secciones conformadas en frío según EN 1993-1-3, que realiza el análisis de estabilidad y el cálculo de secciones según los apartados 6.1.2 - 6.1.5 y 6.1.8 - 6.1.10.

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Característica 002667 | Clasificación de uniones de acero según la rigidez

En el complemento Uniones de acero, puede clasificar las rigideces de las uniones.

Además de la rigidez inicial, la tabla también muestra los valores límite para las conexiones articuladas y rígidas para los esfuerzos internos seleccionados N, My y/o Mz. La clasificación resultante se muestra en tablas como "articulada", "semirrígida" o "rígida".

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Característica 002669 | Tornillos pretensados para uniones de acero

En el complemento "Uniones de acero", puede considerar el pretensado de los tornillos en el cálculo para todos los componentes. Puede activar fácilmente el pretensado utilizando la casilla de verificación en los parámetros de los tornillos, y tiene un impacto en el análisis de tensión-deformación, así como en el análisis de rigidez.

Los pernos pretensados son pernos especiales que se utilizan en estructuras de acero para generar una alta fuerza de sujeción entre los componentes estructurales conectados. Esta fuerza de sujeción provoca fricción entre los componentes estructurales, lo que permite la transferencia de fuerzas.

Funcionalidad
Los pernos pretensados se aprietan con un cierto par, estirándolos y generando una fuerza de tracción. Esta fuerza de tracción se transfiere a los componentes conectados y conduce a una alta fuerza de sujeción. La fuerza de sujeción evita que la conexión se afloje y asegura una transmisión de fuerza fiable.

Ventajas

  • Alta capacidad de carga: los pernos pretensados pueden transferir grandes fuerzas.
  • Baja deformación: Minimizan la deformación de la conexión.
  • Resistencia a la fatiga : Son resistentes a la fatiga.
  • Facilidad de montaje: Son relativamente fáciles de montar y desmontar.

Análisis y dimensionamiento
El cálculo de los tornillos pretensados se realiza en RFEM utilizando el modelo de análisis de elementos finitos generado por el complemento "Uniones de acero". Tiene en cuenta la fuerza de sujeción, la fricción entre los componentes estructurales, la resistencia a cortante de los pernos y la capacidad de carga de los componentes estructurales. El cálculo se realiza según DIN EN 1993-1-8 (Eurocódigo 3) o la norma estadounidense ANSI/AISC 360-16. El modelo de análisis creado, incluidos los resultados, se puede guardar y utilizar como un modelo de RFEM independiente.

Preguntas más frecuentes (FAQs)
No quiero calcular una sección en el módulo adicional RF-/STEEL EC3. Kann ich diesen Querschnitt schnell aus der Auswahl entfernen?
¿Los modelos y presentaciones del Info Day 2018 están disponibles gratuitamente y me los pueden enviar?
¿Cómo puedo mostrar las tensiones de membrana en los resultados de RF-STEEL Surfaces?
¿Cuál es la diferencia entre los módulos adicionales RF-/STEEL y RF-/STEEL EC3?
Estoy comparando el cálculo de pandeo por flexión según el método de la barra equivalente y los esfuerzos internos según el análisis estático lineal con el cálculo de tensiones según el análisis de segundo orden, incluidas las imperfecciones. Die Unterschiede sind sehr groß. ¿Por qué?
A pesar de tener intervalos suavizados definidos, no se consideran en el cálculo en RF-STEEL Surfaces. ¿Qué configuración he omitido aquí?
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