Воздействие ветра на вогнутые поверхности

[Toolt]

Очередной вопрос, в котором хотелось бы разобраться. Существует понятие ветровой нагрузки, и есть методы расчета ветровой устойчивости конструкций, в том числе и простые онлайн-калькуляторы. Ну а о сути явления?
1. Давление ветра на плоский щит и вогнутую поверхность (например, рекламную растяжку) одинаковой площади (для простоты - под углом 90*) будет одинаковым или различным? Необходимо учитывать всю площадь вогнутой поверхности или только проекцию?
2. Каков принцип работы клапанов в рекламных тканевых растяжках, и почему они реально эффективно снижают силу, с которой ветер давит на полотно (и растягивает тросы)?
3. Уплотняется ли воздух у преграды (то есть меняется ли реально его плотность в тонком слое у преграды) и особенно в случае вогнутой преграды?
(В интернете есть попытки ответа на подобные вопросы, но недостаточно подробные).

Правильно я предполагаю, что давление ветра на вогнутую поверхность будет более сильным, чем на плоскую той же площади? У плоского щита поток напирающего воздуха отклоняется во все стороны и значительная его часть отклоняется у краев щита и обходит щит. При попадании потока воздуха на край вогнутой преграды, поток воздуха отклоняется только вовнутрь и скользит вдоль поверхности внутрь. Таким образом, большая часть потока воздуха оказывает воздействие на преграду, чем в случае плоского щита. Так?
Правильно ли я предполагаю, что у поверхности преграды плотность воздуха больше, чем в том же потоке до преграды (за счет способности воздуха к сжатию)? И соответственно, в самой дальней части вогнутой поверхности плотность воздуха еще больше? Но тогда более плотный воздух должен опускаться у поверхности вниз?
Правильно ли я предполагаю, что прорези (клапаны) в щитах и растяжках эффективны за счет того, что отклоняющийся поток воздуха имеет возможность обойти препятствие (в клапан)? И что в случае вогнутой поверхности клапаны еще более эффективны, так как они позволяют уйти наружу более плотному (сжатому) воздуху?

[Pphantom]

Пожалуй, говорить о всем этом именно в терминах давления не стоит. Ветровая нагрузка в очень большой степени зависит от характера обтекания препятствия воздухом. Например, для тех же растяжек проблема не столько в статическом давлении (его-то они выдержат), а в том, что при срыве потоков с кромок растяжки ее начнет раскачивать вверх-вниз и в итоге просто оторвет от креплений (посмотрите где-нибудь картинки с изображением "дорожки фон Кармана" - это как раз примерно то, что получается в подобной ситуации).

[Xey]

-расчет-коэффициента-лобового-сопротивления-cx-простых-тел-и-сравнение-полученного-результата-с-экспериментом/

http://cccp3d.ru/topic/72008-%D1%80%D0% ... %BE%D0%BC/

[Toolt]

Pphantom в сообщении #1362572 писал(а):

Пожалуй, говорить о всем этом именно в терминах давления не стоит. Ветровая нагрузка в очень большой степени зависит от характера обтекания препятствия воздухом. Например, для тех же растяжек проблема не столько в статическом давлении (его-то они выдержат), а в том, что при срыве потоков с кромок растяжки ее начнет раскачивать вверх-вниз и в итоге просто оторвет от креплений (посмотрите где-нибудь картинки с изображением "дорожки фон Кармана" - это как раз примерно то, что получается в подобной ситуации).

Да, растяжка раскачивается, я посмотрел про вихри Кармана, но вот если бы по вопросам... В том числе про сжатие воздуха у преграды (может быть это чушь? или нет?), про действие клапанов... В конце концов растяжка - это просто наглядный практический пример. Тем более, что и ее "вогнутость" не изначальна, а является следствием расположения точек крепления. Допустим растяжку изначально очень прочной, твердой, вогнутой и прочно закрепленной.

-- 20.12.2018, 20:02 --

Xey в сообщении #1362578 писал(а):

-расчет-коэффициента-лобового-сопротивления-cx-простых-тел-и-сравнение-полученного-результата-с-экспериментом/

http://cccp3d.ru/topic/72008-%D1%80%D0% ... %BE%D0%BC/

Вот как раз в рассматриваемой таблице экспериментов вогнутой поверхности нет. И клапанов.

[Pphantom]

Toolt в сообщении #1362730 писал(а):

но вот если бы по вопросам... В том числе про сжатие воздуха у преграды (может быть это чушь? или нет?)

Так нет смысла. Локально там, конечно, чаще плотность будет больше средней, но за отсутствие участков с меньшей плотностью я не поручусь.

[DimaM]

Toolt в сообщении #1362540 писал(а):

Давление ветра на плоский щит и вогнутую поверхность (например, рекламную растяжку) одинаковой площади (для простоты - под углом 90*) будет одинаковым или различным?

По-моему, разным. Но растяжка еще и деформируется под действием ветра, что может дать колебания.

[Toolt]

DimaM в сообщении #1362939 писал(а):

Toolt в сообщении #1362540 писал(а):

Давление ветра на плоский щит и вогнутую поверхность (например, рекламную растяжку) одинаковой площади (для простоты - под углом 90*) будет одинаковым или различным?

По-моему, разным. Но растяжка еще и деформируется под действием ветра, что может дать колебания.

Забудем про колебания (резонансное вихревое возбуждение и проч.), это наверное совсем сложно и наверное здесь ни к чему. Если ближе к моей теме, то скорее всего можно говорить об аэродинамическом коэффициенте лобового сопротивления. Но для вогнутой поверхности таких коэффициентов я не нашел. Никому не было нужно? Не скажите. Бывают и высотные здания вогнутые и малые архитектурные формы вогнутые. Интуитивно понятно, что этот самый коэффициент для вогнутой поверхности будет выше, чем для плоской. Но интересно, зависит ли он (а точнее итоговая ветровая нагрузка на конструкцию) от кривизны, от площади поверхности. Ну например, на столбе закреплен стальной плоский щит размером 2 на 2 метра. А если при тех же размерах щита мы его изогнем в полуцилиндр (вогнутой стороной навстречу ветру), то его "лобовая" площадь (проекция) уменьшится в полтора раза. Тогда ветровая нагрузка: а-увеличится (так как площадь поверхности осталась прежней, а аэродинамический коэффициент значительно увеличится), б-останется прежней (так как увеличение коэффициента компенсируется уменьшением "лобовой" площади), в-уменьшится (так как "лобовая" площадь сильно уменьшилась)?