Analiza wpływu średnicy zbrojenia, rozstawu pomiędzy prętami oraz parametrów elektrycznych betonu na wartości natężenia pola elektrycznego

• Autorzy: Choroszucho A.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.02.41

Warianty tytułu

EN

The analysis of the diameter of reinforcement, spacing between bars and the electrical parameters of the concrete on the values of the electric field intensity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem publikacji jest szczegółowa analiza wpływu średnicy zbrojenia, ilości rzędów oraz rozstawu pomiędzy prętami na wartości natężenia pola elektrycznego. Przedmiotem badań był model zawierający ścianę nośną wykonaną z betonu (absorbujący dielektryk) wraz ze zbrojeniem (przewodnik). Analizowano cztery, powszechnie stosowane w budownictwie układy zbrojenia. Dodatkowo dyskusji poddano wpływ parametrów elektrycznych (przenikalność elektryczna, konduktywność) na wartości natężenia pola obliczone dla niejednorodnych, złożonych struktur materiałowych. Zaprezentowany został rozkład pola generowanego przez system komunikacji bezprzewodowej (WiFi) pracujący przy częstotliwości f=2,4 GHz. W celu określenia błędu obliczeń, wyniki uzyskane dla jednorodnej struktury przy zastosowaniu numerycznej metody FDTD porównano z rozwiązaniem analitycznym.

EN

The aim of this article is the detailed analysis of the diameter of reinforcement, number of rows and spacing between bars on the values of the electric field intensity. The object of the analysis was a model containing the load-bearing wall made of concrete (absorbing dielectric) and reinforcement (conductor). It were analyzed four, typical systems of concrete reinforcement used in building engineering. Additional, the influence of electric parameters of concrete (electrical permittivity and conductivity) on values of the electric field intensity received for heterogeneous structures of material was discussed. The presented situation is one of the distribution of field generated by a wireless communication system (WiFi) operating by the frequencies f=2.4 GHz. Due to circumscribe the error of the calculate, results which were received for the homogeneous structure by application of the numerical method FDTD were compared with analytical solution.

Słowa kluczowe

PL

propagacja fal elektromagnetycznych; metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu; FDTD; komunikacja bezprzewodowa; materiał budowlany

EN

electromagnetic waves propagation; finite difference time domain method; FDTD; wireless communication; building material

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 2
• Strony: 156--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Choroszucho A.

• Politechnika Białostocka, Wydział Elektryczny, Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Metrologii, ul. Wiejska 45D, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Dalke R.A., Holloway Ch.L., McKenna P., Johansson M., Al i A.S., Effects of reinforced concreto structures on RF communications, IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility, 42 (2000), n. 4, 486-496
• [2] Drewnowski S., Rozumieć konstrukcje. Zasady zbrojenia betonu. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, (2002).
• [3] Piątek Z., Jabłoński P., Podstawy teorii pola magnetycznego. WNT, Warszawa, (2010)
• [4] Pinhasi Y., Yahalom A., Petnev S., Propagation of ultra wide-band signals in lossy dispersive media, IEEE International Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic Systems, COMCAS (2008), 1-10
• [5] Landron O., Feuerstein M.J., Rappaport T.S., A comparison of theoretical and empirical reflection coefficients for typical exterior wall surfaces in a mobile radio environment, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 44 (1996), n. 3, 341-351
• [6] Ping L., Qi-tao Y., Yun-liang L., Analysis of electromagnetic propagation into reinforced concrete walls by FEM-PML methods. IEEE International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT 2008 Proceedings, (2008), 1-4
• [7] Choroszucho A., Butryło B., The influence of the building reinforcement inside the concrete column on the distribution of the electromagnetic field, Przegląd Elektrotechniczny, 86 (2010), nr 5, 60-63
• [8] Ping L., Xuewang W., The reflection and transmission properties of reinforced concrete wall. International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT’07, (2007), 1-4
• [9] Shah M.A., Hasted J.B., Moore L., Microwave absorption by water in building materials: aerated concrete, British Journal of Applied Physics, 16 (1965), n. 11, 1747-1754
• [10] Hasted J .B., Shah M.A., Microwave absorption by water in building materials. British Journal of Applied Physics, 15 (1964), 825-836
• [11] Yang M., Stavrou S., Three-dimensional modal transmission-line method for radio wave propagation through periodic building structures. IEEE Proceedings Microwaves, Antennas and Propagation, (2005), 597-603
• [12] Berenger J.P., A perfectly matched layer for the absorption of electromagnetic waves. Journal of Computational Physics, 114 (1994), 185-200
• [13] Taflove A., Hagness S.C., Computational electrodynamics, The Finite–Difference Time–Domain Method. Boston, Artech House, (2005)
• [14] Oskooi A.F., Roundyb D., Ibanescua M., Bermelc P., Joannopoulosa J.D., Johnson S.G., MEEP: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method, Computer Physics Communications, 181 (2010), 687-702
• [15] Orfanidis S.J., Electromagnetic waves and antennas, Rutgers University, (2010), www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa