software per calcolo del carico da vento su antenne

[IK7JWY]

In altra discussione ho menzionato il software RWind Simulation di Dlubal Software, a proposito della determinazione delle azioni dovute al vento su una qualsivoglia struttura, simulando una prova in galleria del vento.
Ora pensavo che, credo, nulla impedirebbe di utilizzare lo stesso software per calcolare le azioni del vento su una qualsivoglia antenna... In genere, i produttori di antenne indicano (quando lo fanno..) la wind-area, cioè la superficie in mq esposta al vento. Ma da questa a risalire al carico orizzontale in Netwon agente sull'antenna non è affatto scontato, perché occorrerebbe conoscere il fattore di forma , o aerodinamico, del tipo di antenna considerato. Per bypassare il problema, si potrebbe, dunque, determinare direttamente il carico agente sull'antenna utilizzando questo software. A patto di costruirne preliminarmente il modello tridimensionale in formato .STL Credo si possa realizzare il modello in Autocad 3D e poi convertirlo in formato .STL Naturalmente, con tutte le approssimazioni del caso, anche così. Infatti, nel modello gli elementi di una yagi per le HF resterebbero rettilinei anche sotto l'azione del vento, mentre in realtà si flettono.
Da approfondire...

[IK3LLS]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

Se qualcuno non ha già pronto un stl (o step che sia) potrei disegnare in 3d (come accennavi con gli elementi rettilinei) e poi esportare in stl una LZA-10-5 che ritengo sia una misura media hf comune e della quale ho le misure precise, tapering compresi.
Non è dichiarato ma penso che la wind area sia all'incirca sugli 0,8mq più o meno come una OB9-5.
Tra l'altro mi sono sempre chiesto se queste wind area dichiarate (ove presenti) siano relative alla vista frontale delle antenne o perpendicolari al boom o prendano il caso peggiore dei due in base a elementi e tipo di boom o se li sommano calcolando un'incidenza di x gradi rispetto al boom... mah.

[i4mfa]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

Premesso che sul sito del produttore sono presenti le "normative" secondo cui funzionano gli algoritmi del programma (e qui si riapre il discorso su "normative per edifici" e "corfficienti aereodinamici estrapolati dai modelli fisici", due cose ben diverse), mi pare tu abbia evidenziato in altro post che se uno non sa quanto pericolosamente impattino le mesh, suggerisce al programma di applicare coefficienti impropri ai suoi algoritmi, ottenendo risultati che possono essere ben distanti dalla realta'.
I coefficienti aereodinamici applicabili alle strutture tubolari principali di cui una antenna e' fatta sono pubblici e gratuiti (su vari libri, ricerche ed anche internet) secondo molteplici convergenti visioni (0,8 * AreaEsposta per gli elementi di una yagi il valore tradizionale), non ultimo il buon vecchio Notebook di K7NV!
Scusa lo sfogo, ma in un mondo di RTFM in cui trovo (pseudo)tecnici a dozzine, sponsorizzarne l'inserimento anche di colleghi radioamatori, al 95% - da quel che leggo - affatto pratici di algoritmi e di conseguenza programmi, mi sembra...
Idem dicasi per le formule di "calcolo del carico da vento su antenne", che sicuramente, viste le premesse (sono in cima ai tralicci autoportanti) tu sicuramente andrai a spiegare a breve.
Tanto per esser chiari, avete idea di quanti file per NEC (elnec, eznec, ecc,nec) ci sono in giro con "radiali" modellati senza leggere le specifiche dei programmi (che spesso sono solo interfaccie verso motori, quindi quest'ultimi dettano le specifiche)?
Per citare un radioamatore di un noto film (Contact), piccoli passi.

[IK7JWY]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

Ho solo ipotizzato un *mio* uso del software in questione, tra l'altro finché non mi scade la versione trial (1 mese>)... Non ho sponsorizzato nulla.
Ci sono fonti da cui attingere per stabilire i valori del coefficiente aerodinamico delle antenne ? Bene. Ma devo considerarle Vangelo ? Posso fare delle verifiche ? Magari quei valori verranno confermati. Oppure il mezzo utilizzato (CFD, fluidodinamica computazionale) si rivelerà inattendibile... Ma posso provare ? Intanto, a beneficio di tutti, potresti pubblicare qui qualche link alle fonti per i coefficienti aerodinamici ? Così restano in archivio e chiunque può trovarli anche in seguito con una veloce ricerca sul forum. Grazie

[i4mfa]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

... Posso fare delle verifiche ? Magari ... il mezzo utilizzato (CFD, fluidodinamica computazionale) si rivelerà inattendibile...

Non ci siamo capiti.
Non e' il mezzo che e' inattendibile, e' il suo utilizzo in un caso specifico.
Se utilizzi un programma per fare un calcolo (modello) corri il doppio di rischi di sbagliare. (#1 utilizzi un algoritmo che non sai quale sia in quanto non hai approfondito il tema, #2 utilizzi un parametro - p.es. Default - che non hai compreso e fornisce risultati conseguenti)

... potresti pubblicare qui qualche link alle fonti per i coefficienti aerodinamici ? Così restano in archivio e chiunque può trovarli anche in seguito con una veloce ricerca sul forum. ...

Assolutamente si, per quel poco che conosco, mi metto al lavoro, capo!
Sarebbe anche opportuno che persone competenti, tipo un ik7 con varie strane i per non far nomi, effettuassero un controllo: anche ai migliori capita di scrivere dielettrico=foam alla voce RG58.
Per l'intanto ti invito alla consultazione del gia' citato
Notebook di K7NV
[http://k7nv.com/notebook/topics/windload.html]
oltre al The Engineering Toolbox
[https://www.engineeringtoolbox.com/d...ent-d_627.html]
che sono strumenti che (ben condensano info che gia' da anni conoscevo e che) negli utlimi lustri ho spesso sfruttato.
Fermo restando che - a mio avviso - il tema del calcolo della forza del vento ben viene riassunto su (internet?bleah!)
WikiHow
[https://www.wikihow.com/Calculate-Wind-Load]
con tanto di Foglio Excel (e ricadiamo sul non usate programmi!)
Perche' ben riassunto?
Perche'

1. ti dice subito che la Forza e' data dalla Pressione del vento (la tua 0,6 * V^2) contro una Area ad esso esposta, ma che occorre tener conto della aereodinamicita' di quest'ultima (Cd) [F = A x P x Cd] fermo restando il fatto che essa risulta proporzionale al quadrato della velocita' del vento; semplice e chiaro;
2. ti invita a crescere nella competenza evidenziando il fatto che la Pressione del vento puo' essere sia misurata che desunta da tabelle ed in questo caso il valore trovato dipende dal (Kz) coefficiente di esposizione (terreno) e dalla (Gh) plausibile variazione di velocita' (c.d. raffica) del vento; metodologia totalmente diversa in termini di valore, che non e' una misura ma una ipotesi basata sulla statistica ed adattata al caso specifico tramite un paio di coefficienti rilevanti;
3. ti chiarisce che in questo secondo caso si apre un ventaglio di possibilita' di differenti valori sulla base di differenti normative; motivo per cui ti segnalavo - e tu verificavi, se non erro, la correttezza della segnalazione, trovando fifferenti valori - che la prima normativa da te citata metteva in risalto la possibilita' di utilizzo (per i tralicci, strutture snelle aperte) di differente normativa, al di la' del fatto che non si conta (tutti i metodi di calcolo lo danno per ininfluente) lo sforzo laterale su un traliccio.

Aggiungo i4mfa, 70Kg@60mph [leggasi 100Km/h] per le antenne e gli elementi tubolari, riducibile a 60Kg per i filiformi, moltiplicare per un fattore 1,4X per sezioni piatte e tralicci, che hanno fattore di un riempimento di 0,17 (area = 0,17 * base * altezza) [ovviamente valore al mq]; velocita' di collasso da considerare: 90mph [150Km/h] in quanto poco superiore a quella di collasso della antenna (quando cade, non pesa piu' sulla struttura).
Si, lo so che un workbook di 6 righe e' criticabile ma e' pratico.


Quello che interessa e' il calcolo delle resistenze agli sforzi, in quanto quelle dipendono da noi, gli sforzi dal Buon Dio!

[IK7JWY]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

@IK3LLS
Toh !



@I4MFA
Visti i links (verificali, devono essersi corrotti con il copia&incolla). Sono allergico alle unità di misura anglosassoni
A parte questo, mi sembrano comunque metodi pratici per fare due conti veloci in casi standard e con antenne standard.

[i4mfa]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

Dunque, io leggo:
OB9-5 windload @130Km/h 0,72mq 578N
Visto che la forza è proporzionale al quadrato della velocità, se moltiplichiamo i 70Kg [vedi mio post sopra] a (60mph ovvero) 100Km/h per 0,72mq direi che otteniamo circa 51Kg e siccome la forza varia col quadrato della velocità (del vento) a 130Km/h incrementerà di (un fattore pari alla radice di 1,3 che è) 1,14 portandosi a 58Kg.
Allora, è arrivato al prompt di login il pc nel frattempo?

[i4mfa]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

mi sono sempre chiesto se queste wind area dichiarate (ove presenti) siano relative alla vista frontale delle antenne o perpendicolari al boom o prendano il caso peggiore dei due in base a elementi e tipo di boom o se li sommano calcolando un'incidenza di x gradi rispetto al boom... mah.

Si calcola il massimo della superficie esposta tenendo conto degli effetti di schermatura aereodinamica. In una yagi vhf tipicamente coincide con L*d dove L lunghezza boom e d suo diametro.

[IK7JWY]

Re: software per calcolo del carico da vento su antenne

Giusto per concludere il discorso sull'uso della trial di questo software, ho poi implementato il modello .stl di una yagi. L'ho realizzato in autocad 3D, esportandolo poi in formato .stl, accettato da RWind Simulation. Poiché era solo una prova per vedere se la cosa era fattibile, ho realizzato il modello abbastanza frettolosamente, approssimando gli elementi a cilindri di diametro costante (non telescopici). Inoltre, mi è venuto il radiatore più vicino al riflettore che al primo direttore. Volevo, infatti, replicare la mia OWA 6 elementi dei 10m. Ma pazienza.
Importato il modello in RWind simulation, l'ho meshato , impostato la valocità a 36m/s (130 km/h), direzione parallela al boom. Quelli che seguono sono i risultati in forma grafica.
Come windload complessivo viene fuori un valore di circa 52 daN. Un po' inferiore a quello dichiarato dalla Optibeam per la sua monobanda 6 elementi per i 10 metri: https://optibeam.net/index.php?article_id=97&clang=1
(da evidenziare che la Optibeam è una delle poche aziende che dichiarano il windload, oltre alla windarea)

Considerato che nel modello non ho inserito le piastre di giunzione degli elementi e del boom, direi che alla fine ci si trova.


grafico delle turbolenze


grafico delle velocità


particolare pressione vento appena sotto il boom