3897x
001780
2022-12-14

Расчёт конструкции ветрозащитных конструкций из пористой ткани в RFEM и RWIND

Ветрозащитные конструкции - это особые типы тканевых конструкций, которые защищают окружающую среду от вредных химических частиц, уменьшают ветровую эрозию и помогают поддерживать ценные источники. RFEM и RWIND используются для расчёта ветровой конструкции как одностороннего взаимодействия жидкости с конструкцией (FSI).
В этой статье показано, как проектировать ветрозащитные конструкции с помощью RFEM и RWIND.

Ветрозащитные конструкции - это особые типы тканевых конструкций, которые защищают окружающую среду от вредных химических частиц, уменьшают ветровую эрозию и помогают поддерживать ценные источники. Пыль образуется в результате действия ветра и механического оборудования и действий, таких как штабелеры/погрузчики, грузовики, погрузчики и точки передачи конвейеров, которые являются обычными на промышленных объектах. Благодаря тому, что количество поднимаемой ветром пыли связано с кубом скорости ветра, снижение скорости ветра, например, уменьшит эрозию в незащищенных областях на 12 процентов. Пыль, переносимая ветром, со временем осядет, при этом количество времени, необходимое для осадка, зависит от температуры, турбулентности ветра и высоты над уровнем земли.

В естественной среде ветровая эрозия относится к отрыву, движению и переотложению твердых частиц, таких как грунт, песок и другие частицы. Данное явление переноса ветром является конкретным случаем двухфазных потоков газ-тело. Ветровая эрозия является важным фактором, вызывающим градацию почвы, опустынивание и песчаные бури {%ref#Refer [1]]]. Это приводит к серьезным экологическим проблемам, таким как потеря сельскохозяйственных угодий и загрязнение воздуха {%/ru#Refer [2]]]. Поэтому очень важно создать метод для предотвращения или уменьшения ветровой эрозии.

В нашем примере {%/#Refer [3]]] ткань изготовлена из пористой тканой полипиленовой ткани (PWPF), которая обладает хорошей прочностью на растягивающее напряжение. Кроме того, существуют различные процентные значения пористости, которые могут влиять на направление скорости ветра и на расчет конструкции. С увеличением пористости снижение скорости ветра уменьшается и конструкция становится более лёгкой; с другой стороны, меньшая пористость может больше уменьшать скорость ветра, но вес конструкции будет больше. Необходимо найти оптимизированное значение проницаемости с учетом спецификаций проекта.

Такого рода матерчатые конструкции показывают при моделировании ветра гораздо более сложное поведение, чем обычные матерчатые конструкции. Некоторые правила проектирования конструкций, такие как сочетания нагрузок, коэффициенты надежности и т.д., должны быть переопределены в соответствии с новыми подходами. Конструктивная система состоит из пористой ткани, трехмерной фермы, вантов, наголовников, свай и специальных инструментов для соединения ткани с канатом и т.д.

Сопротивление продольному потоку, которое можно охарактеризовать коэффициентом потерь, является важным фактором в определении ветровых нагрузок, действующих на пористые конструкции. На примере сит из круглой сетки было продемонстрировано, что существует связь между пористостью и коэффициентом потерь. Коэффициент потерь для различных типов зданий определяется функцией, которая учитывает как пористость, так и конструкцию. В результате было решено применить эффективную пористость, которая является пористостью круглого стального экрана с тем же коэффициентом потерь. Было продемонстрировано, что нагрузки, приложенные к пористым конструкциям, значительно ниже, чем нагрузки, приложенные к монолитным конструкциям, с помощью коэффициента, меньшего, чем {%://#Refer [3]]]. Коэффициент потерь и понижающий коэффициент необходимо рассчитать для разного процента пористости, этот коэффициент должен учитываться при проектировании конструкций в сочетаниях нагрузок из-за ветровой нагрузки {%/#Refer [3]]].

После выполнения моделирования ветра, результаты расчета ветра передаются в RFEM для расчета конструкций и проектирования. Важно учитывать различные направления ветра, но в данном случае перпендикулярное направление имеет решающее значение.

Кроме того, в последней версии программы RWIND 2 Pro можно назначить функции проницаемости непосредственно поверхности. Данный метод может снизить вычислительные затраты, а также нет необходимости учитывать в расчетах коэффициенты снижения нагрузки. Краткую теорию проницаемости можно найти в разделе «Проницаемость» (см. ссылку ниже). В RWIND 2 Pro проницаемость моделируется с помощью граничного условия, заданного перепада давления на заданных поверхностях.

Вы можете найти более подробную информацию здесь:
https://www.dlubal.com/ru/skachat-i-info/dokumenty/rukovodstva-online/rwind-2/003620

Строительная фирма: Мана Санат Давин, Иран

{}Инженер-консультант: Windsolution Structures, Канада


Автор

Г-н Каземян отвечает за разработку и маркетинг продуктов в компании Dlubal Software, в частности за программу RWIND 2.

Ссылки
  1. Коначер, А. (2006). Рецензия на книгу: Причины и развитие опустынивания. Прогресс в физической географии: Земле и окружающей среде, 30 (5), 698-699. https://doi.org/10.1177/0309133306071155
  2. Zhang, N., Kang, J.-H., &Lee, S.-J. (2010). Наблюдение в аэродинамической трубе за влиянием пористой ветровой арматуры на укрытие от рассыпанных частиц песка. Геомор фология , 120 (3–4), 224–232. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2010.03.032
  3. Ричардс, П. и М. Робинсон, Ветровые нагрузки на пористые конструкции. Журнал ветроэнергетики и промышленной аэродинамики, 1999. 83 (1-3): С. 455-465.