Powrót do Instrukcji online

005876

2024-11-14

Wybór ręczny

Przegląd

A. Informacje ogólne

B. Przepływy wiatru, wpływ wiatru i symulacja numeryczna

C. Wytyczna M3 do numerycznej symulacji przepływu wiatru

C1. Cel i treść Wytycznych
C2. Przypisanie zadania wymaganego modelowania CFD
- C2.1 Przypisanie metod obliczeniowych do wymagań badawczych
- C2.2 Wymagania dla badań numerycznych

D. Uwagi na temat modelowania CFD

E. Praktyczne wykorzystanie wyników symulacji dynamiki płynów

F. Dokumentacja

G. Zapewnienie jakości

H. Przykłady

I. Odniesienia

H1.2. Przekrój mostowy

Użytkownik Story

W tym przykładzie obliczymy uśrednione wartości sił, takie jak te mające zastosowanie do przekrojów konstrukcyjnych w procesie projektowania w oparciu o WTG-Merkblatt-M3

Ten przykład należy do Grupy 1 zgodnie z rys. 2.2 w WTG-Merkblatt-M3 i to:

G2: Wartości bezwzględne ze średnimi wymaganiami dotyczącymi dokładności. Obszar zastosowania może obejmować parametry lub badania wstępne, w przypadku gdy planowane są późniejsze badania z większą dokładnością (np. badanie w tunelu aerodynamicznym klasy G3).
R2: Samotny, wszystkie istotne kierunki wiatru z wystarczająco dużą rozdzielczością kierunkową.
Z1: Wartości średnie statystyczne o ile dotyczą stacjonarnych procesów przepływu, w których fluktuacje (np. spowodowane zbliżającymi się turbulencjami przepływu) mogą zostać w wystarczającym stopniu uchwycone za pomocą innych miar.
S1: Efekty statyczne. Wystarczy przedstawić model konstrukcyjny z niezbędnymi szczegółami mechanicznymi, ale bez właściwości masowych i tłumiących.

Wymiary przykładu pokazano na rysunku 1, a założenie wejściowe jest zilustrowane w tabeli 1:

Rysunek 1: Wymiary sekcji mostu

Tabela1: Dane wejściowe przykładu weryfikacji sekcji mostu

W tym przykładzie porównamy średnią wartość siły wiatru w kierunku X między normami EN 1991-1-4 i RWIND. Współczynnik siły c_f,o dla przekrojów mostowych można uzyskać z rysunku 8.3 w normie EN 1991-1-4:

\frac{b}{d_{tot}} = 5 \to C_{fx, 0} = 1.3 (Case a: Construction phase, open parapets and open safety barriers)

Współczynnik siły

Siła w kierunku x - metoda uproszczona

Jeżeli oceniono, że procedura odpowiedzi dynamicznej nie jest konieczna, siłę wiatru w kierunku x można uzyskać za pomocą równania (8.2) w normie EN 1991-1-4:

F_{w} = \frac{1}{2} \cdot ρ \cdot v_{b}^{2} \cdot C \cdot A_{ref, X} = \frac{1}{2} \cdot 1.225 \cdot 30^{2} \cdot 1.85 \times 5 = 5105 N

Siła wiatru w kierunku x

v_b =30 m/s jest istotną prędkością wiatru
C to współczynnik obciążenia wiatrem. C=c_e c_f,x =1.425×1.3=1.85 , gdzie c_e jest współczynnikiem ekspozycji podanym w 4.5, a c_f,x jest podany w 8.3.1(1):

- k_{r} = 0.19 \cdot {(z_{0} / z_{0, 11})}^{0.07} = 0.19 \cdot (0.050 m / 0.050 m)^{0.07} = 0.1900

Współczynnik terenu

\begin{aligned} - c_{r} (z_{e}) = k_{r} \cdot \ln (max \{z_{e}, z_{min}\} / z_{0}) \\ 0.1900 \cdot \ln (max {1.000 m, 2.0 m} / 0.050 m) = 0.7009 \end{aligned}

Współczynnik chropowatości

- v_{m} (z_{e}) = c_{r} (z_{e}) \cdot c_{0} (z_{e}) \cdot v_{b} = 0.7009 \cdot 1.000 \cdot 30.00 m / s = 21.03 m / s

Średnia prędkość wiatru

- q_{b} = (1 / 2) \cdot ρ \cdot v_{b}^{2} = (1 / 2) \cdot 1.225 kg / m^{3} \cdot (30.00 m / s)^{2} = 551 N / m^{2} = 0.551 kN / m^{2}

Referencyjne średnie (bazowe) ciśnienie prędkości

\begin{aligned} - q_{p} (z_{e}) = (1 + 7 \cdot I_{v} (Z)) \cdot (1 / 2) \cdot ρ \cdot v_{m} {(z_{e})}^{2} \\ = (1 + 7 \cdot 0.27) \cdot (1 / 2) \cdot 1.225 kg / m^{3} \cdot (21.03 m / s)^{2} = 785 N / m^{2} \end{aligned}

Szczytowe ciśnienie prędkości

- c_{e} (z) = \frac{q_{p} (z)}{q_{b}} = \frac{785}{551} = 1.425

Wsp. ekspozycji

A_ref,x =5 m² jest powierzchnią odniesienia podaną w 8.3.1

ρ=1,225 kg/m3 jest gęstością powietrza

The wyniki sił w RWIND i porównanie z Eurokodem

W RWIND wyniki całkowitych sił wiatru są dostępne w zakładce informacyjnej modelu, jak pokazano na rysunkach 2 i 3. Różnica między scenariuszem krytycznym RWIDN (θ=0°) a Eurokodem wynosi około 5,36% (mniej niż kryteria w WTG = 10%), co pokazuje akceptowalną zgodność:

Porównanie wyników między RWIND a Eurokodem

Rysunek 3: Zakładka Informacje w RWIND dotycząca sił wiatru

Rysunek 3: Zakładka Info w RWIND dotycząca Sił Wiatru

Rozdział nadrzędny

H. Przykłady