|
||
|
|
||
Kármánovo kmitání je zvláštním případem harmonického zattížení. Jedním z nejdůležitějších mechanismů pro větrem způsobené oscilace je vznik vírů (koncentrace rotujících proudících částic) v proudění za určitými typy konstrukcí jako komíny, stožáry, zavěšená potrubí apod. Při určité kritické rychlosti větru nemusí proudnice sledovat tvar tělesa, ale v určitém bodě se odlomí a tím dojde ke vzniku víru. Tyto vírů se objevují vystřídaně na opačných stranách konstrukce a vedou ke vzniku pulzujícího zatížení kolmého na směr větru.
Ve SCIA Engineer bylo Kármánovo kmitání implementováno podle české zatěžovací normy. Účinek se zohlední pouze v případě, že se spočtená kritická rychlost větru spočtené nachází mezi minimální a maximální hodnotou. Tyto dva extrémy definuje uživatel. Výchozí hodnoty jsou 5 m/s a 20 m/s. Dále lze v programu určit délku konstrukce, kde se Von Kármánův efekt projeví. Ke každému geometrickému uzlu konstrukce lze vztáhnout jistou délku válce. To znamená, že pro získání přesných výsledků je nutno konstrukci namodelovat s dostatečným počtem geometrických uzlů. Ve výchozím nastavení se účinek může projevit po celé výšce konstrukce. Pokud však na povrchu existují nějaké překážky, např. komín, tyto překážky brání vzniku vírů a snižují účinek Von Kármánova efektu. To je přesně to řešení, které se využívá v praxi ke snížení kmitání důsledkem vírů - instalace zvláštních žeber na povrchu válce.
1) Aktivujte funkcionalitu Dynamika
2) Vytvořte skupinu hmot
3) Zadejte hmoty nebo vygenerujte hmoty ze statických zatěžovacích stavů
4) Vytvořte kombinaci hmot
5) Vytvořte zatěžovací stav pro Kármánovo kmitání a zadejte jeho parametry
Typ zatížení = Dynamika; Specifikace = Kármánovo kmitání
Průměr trubky je průměr z válcové části konstrukce, která bude v daném zatěžovacím stavu spočítána.
Směr větru je definován v globálním souřadném systému. Směr 0,00 je dán směrem globální osy X. To znamená, že Kármánovo kmitání vznikne ve směru osy Y (kolmo na směr větru).
Výběr vlastního tvaru, který se použije pro výpočet Kármánova kmitání lze provést pomocí volby „Číslo vybuzeného vlastního tvaru“. Pokud není volba není zapnuta, program určuje vlastní tvar automaticky.
6) Zadejte Kármánovo zatížení (délky)
Program umožňuje ke každému geometrickému uzlu přiřadit délku komína. Toto zatížení lze zadat pomocí funkce Zatížení > Bodová síla > Kármánovo zatížení.
7) V případě potřeby nastavte zjemnění sítě konečných prvků
Použijte dialog pro nastavení nastavení zjemnění sítě.
8) Zadejte počet vlastních tvarů, které se mají spočítat
To provedete v dialogu pro nastavení řešiče.
9) Proveďte lineární výpočet
Po provedení výpočtu naleznete doplňující informace ve zprávě o výpočet. Uvedeny jsou tyto informace:
- počet vybuzených vlastních tvarů,
- maximální vodorovný posun,
- kritická rychlost,
- Reynoldsovo číslo atd.
Viz také teoretický manuál o dynamice.