Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Practical problems of dynamic similarity criteria in fluid-solid interaction at different fluid-solid relative motions

Flaga Andrzej, Kłaput Renata, Flaga Łukasz

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 1

97--120

EN

The work concerns dynamic similarity criteria of various phenomena occurring in hydraulics and fluid dynamics originally derived from ratios of forces and forces moments affecting these phenomena. The base of dynamic similarity criteria formulations and considerations is A. Flaga’s method and procedure for determining dynamic similarity criteria in different issues of fluid–solid interactions i.e. at different fluid–solid relative motions. The paper concerns the determination and analysis of dynamic similarity criteria for various practical problems encountered mainly in hydraulics and fluid dynamics at steady, smooth fluid onflow in front of a solid. Moreover, the cases of mechanically induced vibrations of a body in a stationary fluid moving with constant velocity in front of the body have been presented. Assuming authorial method and procedure for determining dynamic similarity criteria, its have been presented and analysed in the paper both well known similarity numbers obtained in another way (e.g. from dimensional analysis or differential equations for particular problems – as Reynolds, Froude, Euler, Cauchy, Strouhal, Mach numbers) – as well as several new similarity numbers encountered in different fluid solid interaction problems (e.g. new forces and moments coefficients encountered in problems of vibrating solid bodies in fluids).

PL

Praca dotyczy kryteriów podobieństwa dynamicznego różnych zjawisk zachodzących w hydraulice i dynamice płynów, oryginalnie wyprowadzonych ze stosunków sił i momentów sił wpływających na te zjawiska. Podstawą formułowania i rozważań dotyczących kryteriów podobieństwa dynamicznego jest metoda i procedura Andrzeja Flagi dotycząca wyznaczania kryteriów podobieństwa dynamicznego w różnych zagadnieniach interakcji płyn-ciało stałe, tj. przy różnych względnych ruchach płynu i ciała stałego. Praca dotyczy wyznaczania i analizy kryteriów podobieństwa i analizy różnych praktycznych problemów spotykanych głównie w hydraulice i mechanice płynów przy ustalonym bezturbulencyjnym napływie płynu przed ciałem stałym. Ponadto przedstawiono przypadki drgań ciała stałego wymuszonych mechanicznie przy stacjonarnym ruchu płynu ze stał ą prędkością przed ciałem stałym. Przyjmując autorską metodę i procedur ę wyznaczania kryteriów podobieństwa dynamicznego, w pracy przedstawiono i analizowano zarówno znane liczby kryterialne otrzymane na innej drodze (np. z analizy wymiarowej czy równań różniczkowych danego zagadnienia – jak liczby: Reynoldsa, Froude’a, Eulera, Cauchy’ego, Strouhala, Macha) – ale także wiele nowych liczb kryterialnych występujących w różnych zagadnieniach interakcji płyn – ciało stałe (np. nowe współczynniki sił i momentów aerodynamicznych występujących w zagadnieniach drgań ciał stałych w płynach).

2

Flaga Andrzej, Kłaput Renata, Flaga Łukasz

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e28, 2023

EN

The work concerns dynamic similarity criteria of various phenomena occurring in aerodynamics of buildings and structures, hydraulics and fluid dynamics derived from ratios of forces and forces moments affecting these phenomena. It consists of three parts. Part I concerns the bases of dynamic similarity criteria formulated in such a way in relations to the problems of fluid-solid interaction at different fluid-solid relative motions. At the end of this part, authorial method and procedure for determination of dynamic similarity criteria in fluid-solid interaction issues have been presented.

3

Construction and dynamic identification of aeroelastic test models for flexible roofs

Rizzo Fabio, Sadhu Ayan, Abasi Ali, Pistol Aleksander, Flaga Łukasz, Venanzi Ilaria, Ubertini Filippo

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e16, 2023

EN

The aeroelastic wind tunnel testing of flexible roofs made of hyperbolic paraboloid cable nets is a challenging task for designers and researchers, with very limited documented experiences in the literature. The reduced-scale model construction and its dynamic identification are the main issues to address when approaching this problem, mainly because of (i) the very small mass of the roof, (ii) the strict aeroelastic criteria to satisfy and (iii) a large number of very closely spaced significant natural frequencies. To suggest an approach to follow to investigate the wind-structure interaction for this structural typology, this paper discusses the aeroelastic scaling, the aeroelastic model construction, the dynamic modal identification and the FEM predictive numerical modelling of hyperbolic paraboloid roofs (HPRs) with square, rectangular and circular plan shapes and two different curvatures. Modal identification is especially challenging due to the presence of several closely spaced modes and it is here tackled by different methods such as Welch’s method, random decrement technique (RDT), Empirical mode decomposition with a time-varying filter (TVF-EMD) and frequency domain decomposition method (FDD). The satisfying accuracy of the aeroelastic scaling has been verified by comparing the wind-induced vertical displacements of the prototypes against those of the experimental models. Furthermore, an extensive qualitative investigation of the natural mode shapes has been carried out revealing that test models reproduce most of the prototype modes.

4

Wind tunnel model tests of wind action on the chimney with grid-type curtain structure

Flaga Andrzej, Kłaput Renata, Flaga Łukasz, Krajewski Piotr

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

177--196

EN

The subject of the wind tunnel tests is a steel chimney 85 m high of cylindrical - type structure with a grid-type curtain structure situated at its upper part. The model of the upper part of the chimney made in the scale of 1:19 was equipped with 3 levels of wind pressure measurement points. Each level contained 24 points connected with pressure scanners. On the base of the pressure measurements, both mean and instantaneous aerodynamic drag and side force coefficients were determined. Next wind gust factors for these two wind action components were determined. Moreover, for each pressure signal Fast Fourier Transform was done. Mean wind action components were also determined using stain gauge aerodynamic balance. Obtained results make possible to conclude that the solution applied in the upper part of the designed chimney is correct from building aerodynamics point of view. Some minor vortex excitations were observed during model tests of the upper part of the chimney. The basic dynamic excitation of this part of the chimney is atmospheric turbulence.

PL

Przedmiotem badań w tunelu aerodynamicznym był stalowy komin wysokości 85 m, o konstrukcji cylindrycznej z umieszczoną w górnej części konstrukcją siatki osłonowej. Model górnej części komina wykonany w skali 1:19 został wyposażony w 3 poziomy punktów pomiarowych ciśnienia wiatru. Każdy poziom zawierał 24 punkty połączone ze skanerami ciśnienia. Na podstawie pomiarów ciśnienia wyznaczono średni i chwilowy współczynnik oporu aerodynamicznego oraz współczynniki siły bocznej. Następnie określono współczynniki porywów wiatru dla tych dwóch składowych działania wiatru. Ponadto dla każdego sygnału ciśnienia wykonano szybką transformację Fouriera. Średnie składowe siły działania wiatru zostały również określone przy użyciu wagi aerodynamicznej. Uzyskane wyniki pozwalają stwierdzić, że rozwiązanie zastosowane w górnej części projektowanego komina jest poprawne z punktu widzenia aerodynamiki budowli. Podczas badań modelowych górnej części komina praktycznie nie zaobserwowano wzbudzeń wirowych. Podstawowym wzbudzeniem dynamicznym tej części komina są turbulencje atmosferyczne.

5

Badania modelowe dynamicznego działania na warstwę przyziemną atmosfery wymuszającego przewietrzanie obszarów zurbanizowanych

Flaga Andrzej, Krajewski Piotr, Pistol Aleksander, Flaga Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2020

|

R. 76, nr 3

161--164

PL

Opisano autorski pomysł dynamicznego działania na warstwę przyziemną atmosfery jako efektywną metodę wentylacji i redukcji smogu obszarów zurbanizowanych. Przeprowadzone badania dotyczyły efektywności wież wentylacyjnych i komina wentylacyjnego oraz współpracy koncentrycznego wentylatorów systemu z kominem wentylacyjnym. Wyniki potwierdziły, że sprawność systemu jest wystarczająca.

EN

This paper describes the original ideas about dynamic action on atmospheric boundary layer as an effective method of urban ventilation and smog reduction. The performed tests focuses on efficiency of ventilation towers and vertical exhaust (ventilation chimney) and cooperation between a concentric system of ventilation towers and a ventilation chimney. The results confirmed a sufficient level of efficiency of cleaning an area where the system is located.

6

Model tests of dynamic action on the atmospheric boundary layer – linear configuration of ventilation towers on a rough terrain

Flaga Łukasz, Pistol Aleksander, Krajewski Piotr, Flaga Andrzej

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 7

63--79

EN

This paper describes model tests conducted at the Wind Engineering Laboratory of Cracow University of Technology as the first stage of studies on dynamic action on the atmospheric boundary layer in order to reduce the effects of air pollution and smog. It focuses on the cooperation between a series of ventilation towers placed one by one (or row by row) in order to generate a continuous airstream with sufficient velocity to aid the natural ventilation of urban areas. The tests were conducted for three different terrain categories with varying roughness. Also tested were different wind speeds, different spacing between the towers and different configurations of the towers in each row. As a preliminary set of tests, this enabled verification of the feasibility of the solution and its effectiveness on a rough terrain that simulates urban areas.

PL

Niniejszy artykuł opisuje badania modelowe przeprowadzone w Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej w ramach pierwszego etapu studium dynamicznego oddziaływania na warstwę przyziemną atmosfery w celu redukcji zanieczyszczenia powietrza i smogu. Praca skupia się na współpracy kilku wież wentylacyjnych ustawionych jedna za drugą (lub rząd za rzędem) w celu utworzenia ciągłej strugi powietrza o dostatecznej prędkości, by wspomóc naturalną wentylację obszarów zurbanizowanych. Badania przeprowadzono dla trzech różnych kategorii chropowatości terenu. Ponadto sprawdzono wpływ różnych prędkości strugi, różnych odległości pomiędzy wieżami i różnych wzajemnych konfiguracji wież w każdym rzędzie. Przeprowadzone badania wstępne pozwoliły na weryfikację wykonalności tego rozwiązania oraz jego wydajności na chropowatym terenie odpowiadającym obszarom zurbanizowanym.

7

Model tests of dynamic action on the atmospheric boundary layer – concentric configuration of ventilation towers with a central ventilation chimney

Pistol Aleksander, Krajewski Piotr, Flaga Łukasz, Flaga Andrzej

Technical Transactions

|

2019

|

Vol. 116, iss. 7

111--124

EN

This paper describes model tests conducted in the Wind Engineering Laboratory of Cracow University of Technology on dynamic action on the atmospheric boundary layer in order to reduce the effects of air pollution and smog in urban areas. The paper focuses on vertical exhaust (ventilation chimney) and cooperation between a concentric system of ventilation towers and a ventilation chimney. The tests were conducted for different shapes and heights of ventilation chimneys, different diameters of the concentric system and different wind speeds provided by the ventilation towers. A heavy smoke visualisation was performed in order to qualitatively evaluate the efficiency of different solutions. The performed tests confirmed a sufficient level of efficiency of cleaning an area where the circular system is located.

PL

Artykuł opisuje badania modelowe przeprowadzone w Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej dotyczące dynamicznego oddziaływania na warstwę przyziemną atmosfery w celu redukcji zanieczyszczenia powietrza i smogu w obszarach zurbanizowanych. Praca skupia się na pionowym wylocie powietrza (kominie wentylacyjnym) i współpracy pomiędzy koncentrycznym systemem wież wentylacyjnych i tym kominem. Pomiary zostały przeprowadzone dla różnych kształtów i wysokości komina, różnych średnic pierścienia wież wentylacyjnych i różnych prędkości powietrza podawanych przez wentylatory. Wykonano wizualizację dymową dla określenia jakościowego wydajności różnych rozwiązań. Badania potwierdziły wystarczającą wydajność systemu do wyczyszczenia obszaru, w którym się znajduje.

8

Badania modeli aeroelastycznych przewodów linii wysokiego napięcia dla różnych przypadków ich ośnieżenia i oblodzenia

Flaga Andrzej, Flaga Łukasz, Krajewski Piotr, Pistol Aleksander

Budownictwo i Architektura

|

2018

|

Vol. 17, nr 4

155--169

PL

W pierwszej części pracy wyprowadzono kryteria podobieństwa dla badań modeli aeroelastycznych odwzorowujących przewody linii wysokiego napięcia. Kryteria te uwzględniają drgania przewodów przy występowaniu zjawisk aeroelastycznych: wzbudzenia wirowego, galopowania oraz interferencji i drgania w śladzie aerodynamicznym innych przewodów. Druga część pracy przedstawia przeprowadzone w Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej badania modeli aeroelastycznych wiązki trzech przewodów linii wysokiego napięcia. Badania te miały na celu identyfi kację drgań aeroelastycznych spowodowanych wzajemną interferencją przewodów, a w szczególności wyznaczenie prędkości krytycznej dla galopowania przewodów dla wybranych przypadków ośnieżenia i oblodzenia przewodów.

EN

In the first part of this paper, similarity criteria were elaborated for investigations of aeroelastic sectional models of high voltage line wires. These criteria consider wire vibrations caused by aeroelastic phenomena: vortex excitation, wake galloping and interference between the wires causing vibration in aerodynamic trace of other wires. Second part of the paper describes the tests conducted in Wind Engineering Laboratory of Cracow University of Technology. The subject of this set of tests was identifi cation of aeroelastic vibrations caused by aeroelastic interference of wires, mainly determination of critical velocity of wires galloping and wake galloping for selected cases of snow and ice covers on the wires.