Может ли дорожка Кармана проявляться в несжимаемой среде?

[ccc44 53]

Но дорожка Кармана вроде совсем простая задача, почти что тестовая и решается в общем случае за несколько минут в принципе безо всяких моделей в сравнительно простой программе на фортране. Или может я что то не понимаю.

Это что за программа? Уж не используются ли в ней уравнения Эйлера? В идеальной жидкости вихри сами не возникают. Их вводят туда искусственно. 

[etcartman 23]

Программка называется Agros2d - чешско-американская. Это открытый код, в основном для задач магнетизма и электричества, для них разрабатывался и тестировался (и сетки соответствующие в ассортименте). В прицнипе не важно - полно кодов такого рода, данная программка просто самая простецкая для того, кто знает ничего как я. Я могу и другую взять, просто  не хочется корячится с GMSH-ем и тд. Agros2d - юзер френдли в общем.

Уравнение приведено в посте #3 и как меня сразу облажали - это не Эйлер и там есть вязкость (нет только переменной плотности). То есть в принципе решать она должна, если нет грубых ошибок.

Вероятней всего не верно задал BC (не разобрался как там задать из интерфейса slip wall пока, только либо не пустые Vx и Vy, давление или аутлет - надо колупать текстовый файл).

SW Flow у меня нет, он не дешевый да и не нужен мне (все равно мало  соответствующих знаний и опыта тестирования)

Изменено 11 ноября 2015 пользователем etcartman

[German_psv 20]

Господи, полвека все считали дорожку Кармана обычными URANS и тут вдруг им LES понадобился.

 

Тут специальный случай,  автора темы интересуют отрывные вихри, частота которых может совпасть с собственной частотой обдуваемой конструкции.

Простое решение - применить модель LES. За этим простым решением следует большая сетка (для 2D) либо огромная (для 3D-модели). Конечно, дороговато будет посчитать с LES и FSI, например, трубу на ТЭЦ на предмет вхождения в резонансное раскачивание при обдувания сильным ветром.  

Если поделить такую задачу на составные части, то будет полегче: в плоской задаче найти частоты максимума lift-силы,  действующей на сечение трубы для разных скоростей ветра; в прочностном пакете посчитать частоту резонанса изгибных колебаний трубы закрепленной одним концом (не знаю можно ли), а потом посмотреть, при каких скоростях ветра эти частоты совпадают.

Это для трубы, какая конструкция у автора темы - не известно.

Изменено 12 ноября 2015 пользователем German_psv

[ccc44 53]

Программка называется Agros2d

Ясно. В свое время пытался использовать подобную при расчете магнитостатики - ELCut. Намучался Не завидую я Вам. 

[ccc44 53]

Ради интереса поставил Agros. Там в примере нормальная тень за цилиндром:

Разбирайтесь

[a_schelyaev 366]

Введите в сетку несовершенство.

Тут специальный случай,  автора темы интересуют отрывные вихри, частота которых может совпасть с собственной частотой обдуваемой конструкции.

Простое решение - применить модель LES. 

 

И что? Я бы понял если он хочет пульсации смотреть, но ему нужно срывы смотреть, т.е. больше периоды.

ЛЕС тут для чего?

[etcartman 23]

Поковырял Agros2d - не нашел как задать no-slip. Задается либо vx и vy не пустые, либо давление, либо аутлет. Текстового командного файла у данной программы нет - она чисто интерфейсная и данные хранит в xml разметке.

Поэтому как я понял поток и не колбасит. В dolfyn я такой же пример прогонял - его колбасит, и там как раз no-slip

 

http://www.dolfyn.net/dolfyn/gmsh/tutorial08.html

Думаю тут собака и зарыта

Вообще no-slip в граничных условиях как записывается? Нулевая скорость нормально стенке и произвольная по касательной?

Насчет крупных вихрей - это наверно правильное замечание. Пульсации на практике не имеют большого практического значения, вернее при том же ветре пульсации приходят со стороны и учитываются отдельно.

Срыв крупных вихрей, то что называется дорожка Кармана - создает наибольшие проблемы, потому что данная нагрузка может быть 1) периодическая 2) часто повторяющаяся 3) значительная по величине.

В мостах это вообще ад - последний пример - волгоградский автомост. Там в результате пришлось продувать модель на пружинках.

Потому что численные методы на практике не применимы к таким задачам пока, при современном развитии выч техники.

Изменено 12 ноября 2015 пользователем etcartman

[HFL 34]

Поковырял Agros2d - не нашел как задать no-slip. Задается либо vx и vy не пустые, либо давление, либо аутлет. Поэтому как я понял поток и не колбасит. В dolfyn я такой же пример пример - его колбасит, и там как раз no-slip

http://www.dolfyn.net/dolfyn/gmsh/tutorial08.html

Думаю тут собака и зарыта

no-slip это Vx=Vy=0 

Потому что численные методы на практике не применимы к таким задачам пока, при современном развитии выч техники.

 

 

Это не "численные методы не применимы" а такие специалисты что ветровую нагрузку считали "неприменимы" 

 

FSI уже нормально считается. Просто это нужно в бюджет сразу закладывать а не складывать тупо его в карман 

[etcartman 23]

Да - я попутал опять (потому что не понимаю разницы физически). А в примерах выше везде тоже no-slip?

Значит надо попробовать шире раздвинуть канал.

Вроде мне тут написали что причина может быть как раз в этом (либо в сетке).

Результаты выгядят правдоподобными но поток не колбасит.

 Специалисты считают ветровую нагрузку по нормам, хотя есть в нормах отсылы на продувку моделей если они не стандартные.

Да тут проблема не в ветровой нагрузке (на максимальный редко повторяющийся ветер конструкция того же моста как правило имеет запас) а в одном единственном явлении. К тому же цена которую запрашивают за численные расчеты соизмерима с ценой всего проекта - теперь я понимаю почему.

Изменено 12 ноября 2015 пользователем etcartman

[HFL 34]

Да - я попутал опять (потому что не понимаю разницы физически). А в примерах выше везде тоже no-slip?

Значит надо попробовать шире раздвинуть канал.

Вроде мне тут написали что причина может быть как раз в этом (либо в сетке).

Результаты выгядят правдоподобными но поток не колбасит.

 Специалисты считают ветровую нагрузку по нормам, хотя есть в нормах отсылы на продувку моделей если они не стандартные.

Да тут проблема не в ветровой нагрузке (на максимальный редко повторяющийся ветер конструкция того же моста как правило имеет запас) а в одном единственном явлении. К тому же цена которую запрашивают за численные расчеты соизмерима с ценой всего проекта - теперь я понимаю почему.

Обычно цена проекта это 10% всей стоимости объекта (это разумеется если ничего не красть). Это огромные деньжищи, в которые FSI задача должна пролезать со свистом.

Изменено 12 ноября 2015 пользователем HFL

[etcartman 23]

Стоимость проекта включает много чего, например много томов деталировочных чертежей, на них и уходит основная часть денег. Для больших проектов стоимость расчетов в стоимости проекта - составляет немного (обычно зарплата одного-двух человеков за период проектирования).

Опять же если результатом расчета например профиля моста будет картинка показанная в #18 (расчет которой занимает неделю) - то она в общем бесполезна, независимо от того считалась ли она в LES ли еще где то. Ну то что ветер включает в себя пульсации - так это ясно из СНиП (сумма двух составляющих). То есть когда человек задает в инлете профиль ветра изначально - там уже половина нагрузки представляет собой хаотические пульсации.

С другой стороны ветер на перила опять же никому не интересен - раскачать сооружение в целом он не может. Конкретно мост раскачивает составляющая давления которая приложена к полотну - под мостом и к дорожному покрытию. И интерес представляют как верно было замечено крупные вихри и частота соответствующая их появлению. Она просто сопоставляется с частотой сооружения в целом которая считается отдельно. Это все надо учитывать, когда вы договариваетесь с заказчиком. К слову в простых случаях - те же трубы все прекрасно считается по формулам (и совпадает с опытом насколько я мог убедиться). Интерес представляют нестандартные сечения какие нибудь.

Изменено 12 ноября 2015 пользователем etcartman

[Fedor 1 597]

Горизонтальная нагрузка без серьезной сейсмики обычно не вызывает сколько-нибудь серьезных напряжений в зданиях. Но вот на частоты https://en.wikipedia.org/wiki/Kármán_vortex_streetинтересно обратить внимание. Кто-нибудь такой формулой пользовался ?

Понятно почему архи стремятся завернуть высотные здания...

Изменено 12 ноября 2015 пользователем Fedor

[a_schelyaev 366]

Она просто сопоставляется с частотой сооружения в целом которая считается отдельно. Это все надо учитывать, когда вы договариваетесь с заказчиком. К слову в простых случаях - те же трубы все прекрасно считается по формулам (и совпадает с опытом насколько я мог убедиться). Интерес представляют нестандартные сечения какие нибудь.

 

Это все можно уже давно запросто посчитать вместе. Просто нужно выбрать инструмент, которому это по силам.

Если вам начинают "втирать", что галопирование здания или раскачка моста это очень серьезная научная задача, то это так. Но это если задача научная, где нужно еще влияние лунного света учесть и поэтому вам скажут ЛЕСом это считать да на суперкомпьютерах.

А если вам нужна инженерная задача, то все это считается URANSом на робастных декартовых сетках с подвижными телами или упругодеформированными телами.

[etcartman 23]

Горизонтальная нагрузка без серьезной сейсмики обычно не вызывает сколько-нибудь серьезных напряжений в зданиях.

 

Это верно для зданий с ЖБ перекрытиями, перегородками из кирпича, большой полезной нагрузкой и т.д. Для сооружений типа стальных башен или вытяжных труб сейсмика дает в районе 10-25% от полной ветровой нагрузки (а вместе эти виды нагрузок не учитываются)

Вы например стальную башню можете повернуть на 90градусов перпендикулярно направлению силы тяжести - ей ничего не будет. Потому что легкая - стальные конструкции в основном.

 

Инженерный подход к резонансу такой:

вычисляется критическая скорость ветра (по числу струхаля и частоте собственных колебаний конструкции), проверяется лежит ли она в практически значимом интервале 5-20 м/с. (То что выше - очень редко, то что ниже - дает малые усилия при резонансе которыми можно пренебречь)

Самое плохое это получить скорость порядка 15-18 м/с, будет качать поперек потока каждый ветренный период (осень-весна например).

Причем качать будет сильно - тот же волгоградский мост, просто прикиньте какие эквивалентные нагрузки что его так колбасит.

 

А если вам нужна инженерная задача, то все это считается URANSом на робастных декартовых сетках с подвижными телами или упругодеформированными телами.

 

Я первый раз слышу про URANS, всегда думал что k-epsilon основная инженерная гипотеза. Упругодеформированное тело как правило не нужно - его частоты можно отдельно посчитать. Но самое интересное - даст ли инженерная модель правильное значение критической скорости ветра или нет. То есть можно ли определить частоту срыва крупных вихрей без очень детализированной модели или нет.

[Bonusfrag 104]

URANS для моделирования турбулентности требует какую-то модель турбулентности. К-епсилон  самая известная из них. 

вам надо почитать какой-то простенький учебник, чтоб хоть немного разобраться с терминологией.

[etcartman 23]

А какой вы порекомендуете? Алямовского что то?

[Bonusfrag 104]

мне сейчас неудобно искать, но тут на форуме я (или кто-то еще) заводил тему для обсуждения турбулентности.

там была ссылка на коротенькое чтиво, где описаны основные термины.

Тему узнаете- там приложены в качестве иллюстраций спектры турбулентности.

[Fedor 1 597]

"Вы например стальную башню можете повернуть на 90градусов перпендикулярно направлению силы тяжести - ей ничего не будет. Потому что легкая - стальные конструкции в основном. " Постоянно приходится ставить рекламу на ТРК . Обычно металлоконструкция с "парусами" . Считаю по СП с пульсацией. Примерно удвоение происходит. Неужели при дорожке Кармана нагрузка будет больше чем при учете пульсации ? ... Вроде все стоит без проблем, хотя и шторма приличные бывали :)

[etcartman 23]

Расчетная нагрузка с пульсациями при скорости ветра (согласно СНиП / СП и методикам принятым в СССР и РФ, основнных на статьях Барштейна) - берется при скорости 25-30 м/с в зависимости от ветрового района. http://dwg.ru/dnl/9286стр30

При наиболее опасных скоростях резонанса - 15-18 м/с имеется обычный ветер с пульсацией и плюс поперек потока резонансные колебания. Если цилиндрическое сечение в основе сооружения (как в вытяжных трубах) - то стальные конструкции на основной расчетный случай получаются достаточно слабыми для такого воздействия. Еще хуже что трубу может трясти при порывах ветра очень часто и очень сильно, так что опасности усталостного разрушения подвергается основная часть строительных узлов, которая обычно проектируется на небольшое количество циклов (нормальные строительные нагрузки не считаются циклическими, концентраторы в строительных узлах, тем более со сваркой - дело обычное)

[Fedor 1 597]

Для усталости надо очень много циклов обычно, судя по кривой Велера. Нагрузка небольшая судя по всему. Скорости вдвое меньше, пульсацию не учитываем, то есть коэффициент запаса в районе 4. Ну и при грамотном проектировании концентрация из-за косынок которые обычно размещают у основания небольшая. Похоже нет оснований беспокоится. А стальные трубы обычно еще и растяжки имеют, которые не дают реализоваться консоли...

"плюс поперек потока " - это же в ортогональном направлении по отношению к основной ветровой нагрузке...

Изменено 12 ноября 2015 пользователем Fedor