Русских Г. С., Бурьян Ю. А., Корнеев В. С., Силков М. В
| Вид материала | Документы |
СодержаниеСписок использованных источников |
- Учебное пособие а. Л. Корнеев корнеев Александр Леонидович кандидат юридических наук,, 2943.34kb.
- Оргкомитет конференции, 50.57kb.
- Положение о соревнованиях по преодолению препятствий, 100.66kb.
- Шишов Анатолий Иванович (учитель физики), Гура Надежда Васильевна (учитель литературы), 103.59kb.
- Евгений Алексеевич Торчинов, Михаил Яковлевич Корнеев, 4941.04kb.
- Модуль: Москва центр объединения русских земель, 155.49kb.
- С. В. Русских Роман Сергея Русских Москва, 1437.88kb.
- Мировая Художественная Культура, 120.52kb.
- И. К. Корнеев информационная безопасность и защита информации учебное пособие, 7667.6kb.
- Литература на лето после 2-ого класса, 23.4kb.
УДК 519.6
Расчет вращающего момента параболической антенны под действием стационарной ветровой нагрузки средствами моделирования в ПО «Ansys»
Русских Г.С., Бурьян Ю.А., Корнеев В.С., Силков М.В.
ГОУ ВПО Омский государственный технический университет; г. Омск пр. Мира 11, russgrishok@mail.ru, bobobadze@yandex.ru.
Аннотация: Проведено моделирование поведения параболической антенны под действием ветровой нагрузки в ПО «Ansys». Определены полная реакция и главный момент, возникающие под действием ветровой нагрузки, получены данные для выбора электрического привода изделия, определены коэффициенты аэродинамического сопротивления.
Воздействие ветровой нагрузки оказывает значительное влияние на динамические и прочностные требования к различным конструкциям. Применение натурных исследований ограничено трудностью и большой стоимостью экспериментального оборудования. Поэтому все чаще для определения аэродинамических характеристик используются прикладные пакеты [1,2,3].
Целью расчета является определение максимального вращающего момента, возникающего под действием стационарной ветровой нагрузки (50 м/с), получение данных для выбора электрического привода параболической антенны рис.1.
При расчете приняты следующие допущения: ветровая нагрузка несет статический характер; изделие не находится в аэродинамической тени других предметов; изделие не испытывает отражения воздушного потока от других предметов; задача в постановке является осесимметричной; плотность изделия принимается равномерной и равной
.  |  |
| Рис. 1. Модель изделия «Блок ВЧ» | Рис. 2. КЭ-сетка и граничные условия для моделирования скоростного напора |
Моделирование в среде ПО «Ansys» происходит в два этапа: 1 - моделирование скоростного напора с расчетом аэродинамического давления; 2 - статический расчет с определением моментов и реакций в основании изделия.
Моделирование скоростного напора происходит в решателе CFX. Для этого вокруг модели изделия строится объем занимаемый проточным газом. Далее модель изделия исключается из расчета и для полученного объема строится КЭ-сетка рис. 2.
Характеристики КЭ-сетки: количество элементов 702524; количество узлов 130811.
После построения КЭ-сетки задаются следующие условия для расчета: рабочее тело воздух; расчетное давление 1 атм.; граничное условие для грани 1 (рис. 2) in (вход); скоростной напор 50 м/с; модель турбулентности k-epsilon; интенсивность турбулентности 5%; граничное условие для граней 2 (рис. 2) Opening (Открыто); относительное давление 0 атм.; граничное условие для остальных граней Wall(Стенка).
После расчета скоростного напора полученные результаты расчета передаются в блок статического анализа.
При проведении статического анализа из расчета исключается объем занимаемый проточным газом. На твердотельную модель в качестве нагрузки импортируется аэродинамическое давление (рис. 4), полученное в предыдущем расчете, а так же накладывается граничное условие FixedSupport (Жесткая заделка) (рис. 5). Для этой заделки определяются моменты и силы реакции.
На основании полученной геометрии генерируется КЭ-сетка (рис. 3). Характеристики КЭ-сетки: Количество элементов 15966; количество узлов 28157.
Рис. 3. КЭ-сетка для статического расчета изделия
 |  |
| Рис. 4. Нагружение изделия импортированным давлением | Рис. 5 Граничное условие |
Для проведения анализа полученных реакций трехмерные модели параметризируются по азимутальному углу, связанному с изделием. Расчет проводится с шагом 5 градусов.
На рис. 6, рис. 7 приведены частное решение для фронтальное направление воздушного напора под углом 0 градусов.
а)
б)
Рис. 6. Результаты моделирования скоростного напора
а) распределение избыточного давления под действием скоростного напора, б) линии потока
 |  |
| а) | б) |
| Рис. 7. Результаты моделирования статического нагружения а) общие деформации б) результирующий момент | |
Результаты моделирования при различных азимутальных углах приведены на рис. 7.
 |  |
| а). график зависимости момента вращения вокруг оси Х от азимутального угла А | б). График зависимости момента вращения вокруг оси Y от азимутального угла А |
| Рис.7 Графики рассчитанных величин | |
 |  |
| в). График зависимости момента вращения вокруг оси Zот азимутального угла А | г). График зависимости результирующего момента от азимутального угла А |
 |  |
| д). График зависимости реакции вдоль оси Х от азимутального угла А | е). График зависимости реакции вдоль оси Y от азимутального угла А |
| Рис.7 Графики рассчитанных величин (продолжение) | |
 |  |
| ж). График зависимости реакции вдоль оси Z от азимутального угла А | з). График зависимости результирующей реакции от азимутального угла А |
 | |
| и) координатные составляющие коэффициента аэродинамического сопротивления | |
| Рис.7 Графики рассчитанных величин (окончание) | |
Сравнение полученных результатов с достоверно известными данными по вращающему моменту при лобовом и тыловом скоростном напоре показывает, погрешность полученных вычислений не превышает 2%.
Вывод
Значение максимального вращающего момента равно 148,023
по модулю при азимутальных углах 90 и 270 градусов, что достаточно хорошо согласуется с аналитическим решением. Для дальнейших расчетов рекомендуется принять значение максимального вращающего момента равным 150
для случая статического нагружение потоком со скоростью 50 м/с, а так же учесть соответствующий коэффициент запаса.Список использованных источников
1. FLOW-3D. Проекты пользователей. Пример расчета моментов и ветровых нагрузок на отражателе антенны при воздействии ветра переменного направления //URL: ссылка скрыта=
2. Расчет вращающих моментов и ветровых нагрузок на отражатель антенны при воздействии ветра переменного направления //URL: ссылка скрыта
3. Применение технологии FSI при расчете наземной антенны спутниковой связи //URL: ссылка скрыта
CALCULATION OF THE ROTATING MOMENT OF THE PRODUCT parabolic antenna UNDER THE INFLUENCE OF STATIONARY WIND LOADING SIMULARS IN ON «ANSYS»
Russkikh G.S., Burian U.A., Korneyev V.S., Silkov M.V.
Omsk state technical university;
Omsk, pr. Mira 11, russgrishok@mail.ru, bobobadze@yandex.ru.
Abstract: The modeling of the behavior of a parabolic antenna under the influence of wind load in the software «Ansys» is spend. The complete reaction and the main moment arising under the action of wind loads, the data to select an electric drive products, the coefficients of aerodynamic resistance are defined.