[rualex]

Проектируем мелкозаглубленный фундамент с утеплением грунта пенополистиролом. Хотелось оценить температурные поля в грунте с помощью прграмм на МКЭ. Кто имеет опыт, подскажите чем лучше. Есть ли пользователи "ELCUT".

[Шмидт]

Сообщение от rualex Проектируем мелкозаглубленный фундамент с утеплением грунта пенополистиролом. Хотелось оценить температурные поля в грунте с помощью прграмм на МКЭ. Кто имеет опыт, подскажите чем лучше. Есть ли пользователи "ELCUT".

БЛИНА!!!!!!!!!!!
Я давно такой же темой интересовался. Но ничего путного не нашел, только если в ANSYS...

[СергейД]

c ansys подсказать можем.

elcut хороший продукт, но
(поправьте, если что) не решает трехмерных задач. здесь это мб важно.
думаю, вам для уточнения лучше обратиться к авторам, чем искать пользователей, применявших продукт для столь несвойственной ему задачи.

проблема здесь не столько в программе, сколько в адекватности принимаемых расчетных х-к грунта.

расчет несложен.
но довериться ему можно только, если есть возможность провести хоть раз натурные замеры
и проверить-скорректировать расчетную модель.

[ETCartman]

Стационарную задачу теплопроводности (в т.ч. в 3d) можно решить во многих программах, в том числе в бесплатных. Например CalculiX , Tochnog (см. dnl) а также в Elmer, Code_Aster и т.д.. В CalculiX задача решается полноценно, во всяком случае я сравнивал с Ansys ED - для интереса.
Там есть в том числе и оценивание ошибок.
Это не очень сложный класс задач, если говорить за МКЭ. Задаете температуры, теплопроводности, теплоотдачи по вашим данным, в соответсвии со СНиП, и решаете. Модель можно построить в GMSH. Могу накидать вам, если будет свободное время и подробная схема с размерами с вашей стороны.

[rualex]

Для ECT Cartman. Рассматриваю пока плоскую задачу. Можно ли вам сбросить файл DWG? Будет затруднение скорее всего в правильном вводе данных: определение атмосферных данных на поверхности земли и надо ли чего задавать по температуре на глубине грунта (ведь поверхностный слой земли подогревается нижележащими, незамерзшими слоями). В этих расчетах я профан, так что не обессудте, если где напишу, либо спрошу глупость. Помогите это дело освоить. Думаю использовать мелкозаглубленные фундаменты с утеплением грунта под плитные фундаменты спутниковых антенн.

[СергейД]

ETCartman!
не слишком ли Вы обнадежили коллегу?
А х-ки откуда?

[SV]

Предлагаю более простой путь.
Источник- "Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах" А.Л.Невзоров. Издательство Ассоциации строительных вузов. Москва. 2000.

[ETCartman]

Сообщение от rualex Рассматриваю пока плоскую задачу. Можно ли вам сбросить файл DWG? .

Сбросьте , плз, хотя я не обещаю вам ничего, просто интересно. Залейте куда-нибудь, а ссылку в личку, если какой то секрет (а то может быть в открытую, для Сергея еще)

[rualex]

выкладываю файл dwg. На решении не настаиваю. Просто можно подсказать наиболее подходящую программу и правильное задание условий. В ELCUT можно вставлять файл DWG, затрудняюсь в задании правильных граничных условий. Рассматриваю температуру наружнего воздуха -40 и как учесть то что нижние слои грунта(ниже глубины промерзания) подогревают верхние. Всем спасибо за отклик. Извините за паузу

[ETCartman]

Такую, плоскую, можно в принципе и в Ansys Educational прибросить.
Только вот надо задать температуры, коэффициенты теплопроводности слоев Вт/(м* C) и коэффициенты теплоотдачи поверхностей Вт/(м^2*C).
Соответственно - по СНиПам, как там в примерах приводится

[SergL]

ETCartman

Только вот надо задать температуры, коэффициенты теплопроводности слоев Вт/(м* C) и коэффициенты теплоотдачи поверхностей Вт/(м^2*C).

Мне кажется, этого маловато будет.
Для оценки промерзания грунта с помощью МКЭ нужно ещё и временные параметры задавать, поскольку процесс промерзания не может быть мгновенным.
В уже приводимой здесь литературе - "Фундаменты на сезоннопромерзающих грунтах" А.Л.Невзорова" даны некоторые выдержки из норвежских норм. Там фигурирует такой показатель как Индекс мороза, и даются формулы для его определения при различной степени обеспеченности.
В книге Невзорова даны графики Индексов мороза и Индексов тепла (могу ошибится в этом термине) для некоторых городов Северо-Запада.
Их взаимное влияние кстати показывает, будет ли образовываться вечная мерзлота или нет.
Этот же показатель введён в СТО "Применение теплоизоляции из плит.....Пеноплекс при проектировании и устройстве малозаглубленных фундаментов на пучинистых грунтах":
Индекс мороза (ИМ) - абсолютное значение отрицательных градусо-часов наружного воздуха.....

[ETCartman]

Временные параметры - суть нестационарная задача, опять же с точки зрения МКЭ типовая. И "индекс мороза" имеет свой физический, конкретный с точки зрения МКЭ смысл. Надо достать какой-нибудь типовой расчет и воспроизвести его численно, чтобы понять что есть что на самом деле.
По моему это все-таки интегральный показатель, а задача стационарная, т.е. рассматривает установившися режим. По крайней мере насколько я помню из гимназического курса, при выборе температуры ВМГ время не фигурировало (было бы странно - прорешивать задачи на разные "погодные" комбинации)

[rualex]

1.Ребята, правильно ли будет если я контакт поверхности земли с наружным воздухом опишу температурой этой поверхности равной -40 гардусов и коэф. теплоотдачи?
2.Как учесть поступающее тепло от непромерзших грунтов?

Зная ответы на эти вопросы, эту плоскую стационарную задачу можно решить в ELCUT(преимущество в возможности вставки геометрии из Автокада).

[ETCartman]

Сообщение от rualex 1.Ребята, правильно ли будет если я контакт поверхности земли с наружным воздухом опишу температурой этой поверхности равной -40 гардусов и .... решить в ELCUT(преимущество в возможности вставки геометрии из Автокада).

Если корректно опишете, то можно, но для этого лучше начать с тестовых примеров с известными сниповскими решениями.
Возможность вставки геометрии из автокада не великая штука.
Если например делать расчет не в ELCUT а в Elmer или в CalculiX
или в Ansys ED
То сохраняете из Acad в dxf,
потом открываете -пересохраняете в бесплатном gCAD3D
- в формат IGES
И далее - открываете в GMSH и накладываете сетку и все остальное (в Ansys вообще не надо ничего накладывать).
ELCUT выглядит как то бедненько, да и стоит неизвестно сколько.
Только что студенческая версия, так она студенческая и в Ansys.

[SergL]

ETCartman

По крайней мере насколько я помню из гимназического курса, при выборе температуры ВМГ время не фигурировало (было бы странно - прорешивать задачи на разные "погодные" комбинации)

Согласен. Но для этого время и не требуется.
Ведь, для того, чтобы построить изотермы, мне кажется, нужно знать глубину промерзания (для задания граничных условий) и соответствующую ей температуру наружного воздуха.
Какие данные принимать, если тот же Невзоров пишет, что натурные измерения показали - наибольшее промерзание грунта происходит в марте, а в марте не самая низкая температура окружающего воздуха в году?

[ETCartman]

Сообщение от SergL если тот же Невзоров пишет, что натурные измерения показали - наибольшее промерзание грунта происходит в марте, а в марте не самая низкая температура окружающего воздуха в году?

Так это и расчеты покажут то же самое, если решать нестационарную задачу с моделированием колебаний температур за всю зиму. Любые процессы инертны.
Граничные условия в рассматриваемом случае - вещь интегральная, эмпирическая, а расчеты тут не причем.
Расчеты вам покажут то же самое что и СНиП в абсолютно простых случаях. И учтут геометрию и особености слоев - в более сложных.

[Евгений, Екатеринбург]

Сообщение от SergL ETCartman .... Какие данные принимать, если тот же Невзоров пишет, что натурные измерения показали - наибольшее промерзание грунта происходит в марте, а в марте не самая низкая температура окружающего воздуха в году?

А что в этом странного? среднесуточная температура еще ниже нуля - происходит дальнейшее промораживание, хотя уже и более медленными темпами, кроме того в марте грунты более водонасыщены (талыми дневными водами), а значит их теплопроводность намного больше...
Это просто природная "загадка" которая имеет простую разгадку.
Еще одна такая "загадка" - почему в широтах где имеются вечномерзлые грунты на очень большую глубину, и среднегодовая температура намного ниже нуля, озера все равно не являются вечномерзлыми? Подумайте и с грунтом многое прояснится.

[SergL]

Евгений, Екатеринбург
А я и не писал, что это для меня странно. И не просил разъяснять эту "загадку".
Название темы ещё раз посмотрите.

[таи]

Евгений!
Offtop: А для меня странно, что к Вам человеку, в моем понимании, абсолютно толерантному во всех отношениях - корректному всегда к любым участникам форума - привязались.
Видимо лорд Честерфилдский, граф Йоркширский был не прав утверждая, что вежливость единственная форма защиты от грубости. Аристократы - что с них возьмешь!
По поводу озер, грунта - любопытно, не задумывался.

[Constantin Shashkin]

Подобные задачи решал у нас в программе один человек, докторскую интересную сделал. Кроме обычной чемпературной задачи, которая, как было справедливо замечено, весьма проста, задача промерзания осложняется многими вещами. Во-первых, это фазовый переход, т.е. замерзание воды, что значительно усложняет температурную задачу. Второе, еще большее, затруднение - подток воды к фронту промерзания. Если фазовый переход - осложнение, имеющее, однако, четкую физику, то подток воды - это вообще чистая эмпирика. В целом, как и везде, нужно не только представлять теорию, но и "чувствовать" результат. Я бы сам считать не стал (несмотря на то, что писал изрядную часть программного кода модели), лучше обратиться к специалисту.

[ANKR]

Сообщение от ETCartman То сохраняете из Acad в dxf, потом открываете -пересохраняете в бесплатном gCAD3D - в формат IGES И далее - открываете в GMSH и накладываете сетку и все остальное (в Ansys вообще не надо ничего накладывать).

Большое спасибо за программу.
Может посоветуете как лучше в ACADе рисовать трехмерку, т.к. gCAD3D не все модели правильно читает. Проблемы были с составными конструкциями, напр. с щелевым блоком kl200+200.dxf

[Pete]

Интересно, а кто либо решал плоскую задачу при размещении резервуара с п/п запасом воды в грунтовом обваловании (с утеплением) на глубине менее глубины промерзания?
Нужна метода для "рукопашного" счета...
Поиск в Инете не принес результатов...

[ETCartman]

Действительно, есть проблема с dxf-ом. GMSH поддерживает IGES, STEP и stl (последний - поверхностный, переводится в объем).
dxf - вообще не жалуют трехмерные расчетчики. gCAD3D - опенсорс архитектурной направленности, поэтому там хотя бы не полной поддерки, но все таки оказался dxf. Blender3d какие то версии поддерживает, FreeCAD вроде бы чего то в этом направлении делает.

Что до темы - учета того и другого: конечно речь может быть только о приближенном учете, небольшом уточнении или "применительстве" СНиПовской методики.

[pig1]

Сообщение от rualex Есть ли пользователи "ELCUT".

У Вас какая версия?

[Гоша]

Забили тему..
Очень рациональное зерно было в п.20, спасибо Константину.
Занимался ентим раньше- решение моозного пучения- задача не простая.
Совместить задачи промзания грунта- теплопереноса (классика- решение Стефана), массопереноса (это из свежих- каюсь, не особо знаком) с практическим расчетом выпучивания (или изменением прочностных характристик вечномерзлого грунта при оттаивании) реально ли?..в свете отсутсвия сегодняшних натурных данных?
Привязываться к старым натурным данным?.. масса вопросов по методикам замеров, испытаний...
НО- любая попытка будет только во благо....
могу дать свои замеры по глубине промерзания и влажности в деятельном слое...по Загорску (база НИИОСП)....если это еще нужно...

[ANKR]

Сообщение от ETCartman Действительно, есть проблема с dxf-ом. GMSH поддерживает IGES, STEP и stl (последний - поверхностный, переводится в объем). dxf - вообще не жалуют трехмерные расчетчики. gCAD3D - опенсорс архитектурной направленности, поэтому там хотя бы не полной поддерки, но все таки оказался dxf. Blender3d какие то версии поддерживает, FreeCAD вроде бы чего то в этом направлении делает.

Обидно, что некоторые 3D .dxf gCAD3D переводит корректно, а некоторые нет. Может есть какая альтернативная прога перевода .dwg в .iges.
Кстати, нужно ли перед разбивкой сетки в gmsh переводить .iges в .geo ?

А тему не забили. Вопрос стоит о определении 2D или 3D поля температур в сечении, вкл. фундамент, цоколь часть наружной стены и перекрытия над подвалом. Их отбрасывать нельзя, т.к. они значительно влияют на поле температур и глубину промерзания. Более того надо знать температуру воздуха в подвале, она также для каждого конкретного случая будет различной (наличие продухов, разводка отопления и т.д.). Про процессы массопереноса - эта тема на которую до сих пор защищают докторские диссертации. В упрощенном варианте я бы массоперенос не учитывал, но определился с влажностью грунта и при какой отрицательной температуре в порах материала вода переходит в лед (и соотв. изменяются коэффициенты теплопроводности). Далее нужно определится со временем промерзания. Из опыта исследований наружных стен, могу сказать, что время промерзания киричной стены - 3 ... 4 сут. В принципе можно прикинуть и для нашего сечения. Далее определяемся с средней наихудшей температурой за период промерзания и в любом случае надо считать поле температур в 2D или 3D сечении конечными разностями или конечными элементами. Как задача ? уровнень к.т.н. или д.т.н. ?

[СергейД]

если кто готов грамотно сформулировать исходные данные
и если есть натурные замеры- можно пробовать.
с расчетной тзр (напр ansys) задача понятна но трудоемка
(если заниматься всерьез)

расчет=компромисс.
фазовый переход моделируется энтальпией и скачкообразным изменением теплофизических хк. если есть какие-то оценки
можно начинать.
а то тут с выпариванием в огнестойкости не все понятно.

[Arslan]

rualex
Сходи по ссылке h__p://www.geo-slope.com/products/tempw2007.aspx и найдешь все, что тебе нужно. Правда, программа платная, но и пиратскую версию при желании найти сможешь.

[Гоша]

ANKR "при какой отрицательной температуре в порах материала вода переходит в лед"
на это есть СНиП 2.02.04-88...там температура в зависиости от грунта и его засоленности...в Приложении 1.

СергейД, задача по изменению свойств вечномерзлого грунта при оттаивании..неокторые зависимости есть в Справочнике проектировщика по мерзлоте...трудная задача?..

[СергейД]

2 Гоша
в принципе, я здесь готов участвовать
только в качестве "калькулятора". у меня несколько иная специализация...

если понимаете физику процесса и напишете алгоритм,
назначите все хки, готовы анализировать рез-ты с тзр правдоподобия
и будете сравнивать с натурными замерами..
можно попробовать.
но не спеша.

[ETCartman]

Будучи студентом я делал курсовик и расчет ВМГ, подсчитывал теплопроводности - температуры и далее прочность (сцепление) по слоям. Если подходить к решению в такой постановке и брать соответствующие величины из СНиП - тогда можно решить задачу хоть в чем. Т.е. - как стандартную стационарную или нестационарную тепловую задачу (в ELCAT, CalculiX, Elmer, Tochnog и в чем угодно). Просто в несколько шагов (заходов), с уточнением характеристик.
Это первый способ, по сути - инженерный, с небольшим добавлением простой физики.
Если смотреть на это все с научной точки зрения, фазовый переход и так далее, то боюсь что все это опять упрется в данные, вплоть до прогноза погоды, величины снежного покрова и так далее. С энтальпиями и фазовыми переходами. Боюсь, это научная задача.

[AlexKaz]

Возможно ТС хотел решить задачу гораздо проще, чем описывалось в комментариях. На четвёртом курсе моделил в ANSYS простую термомеханическую задачу промерзания и выпучивания мёрзлого грунта под автострадой. Всё конечно же в изотропии, линейная постановка. Граница перехода от плюсовых температур к отрицательным задавалась по чужим данным, хотя общеизвестным. Также учитывалась влажность, влияющая на коэффициенты ессно.

[goga89]

Сообщение от rualex 1.Ребята, правильно ли будет если я контакт поверхности земли с наружным воздухом опишу температурой этой поверхности равной -40 гардусов и коэф. теплоотдачи? 2.Как учесть поступающее тепло от непромерзших грунтов? Зная ответы на эти вопросы, эту плоскую стационарную задачу можно решить в ELCUT(преимущество в возможности вставки геометрии из Автокада).

Какие в итоге задавали характеристики грунта в стационарной постановке ELCUT?
То же считаю утепление фундамента в ELCUT. глубина заложения отапливаемого фундамента 4м, глубина промерзания 1,75м. Говорят под подошвой фундамента температура грунта будет +3, откуда такие значения взяли объяснить не могут. У меня проблема с назначением характеристик грунта, теплопроводностью.

[MAG37]

Сообщение от goga89 Какие в итоге задавали характеристики грунта в стационарной постановке ELCUT?

Зависит от типа грунта


В стационарной постановке ничего у вас не получиться

[goga89]

Сообщение от MAG37 Зависит от типа грунта

Подскажите тогда из какого источника брать (либо по каким нормам высчитывать) характеристики грунта

[MAG37]

Сообщение от goga89 Подскажите тогда из какого источника брать (либо по каким нормам высчитывать) характеристики грунта

Я гуглил просто. Для задач промерзания грунта - этого достаточно как мне показалось


Там теплопроводность и теплоемкость нужны. А зависят они еще и от влажности сильно. Еще и грунтовые воды будут влиять, если они есть.

[Нубий-IV]

Характеристики грунтов для расчетов промерзания/оттаивания - в СП 25.13330.2020 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах".
Примеры ручного счета - Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. 1973 и Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах. 1980. НИИОСП.
Примеры машинного счета - "Промерзание и оттаивание грунтов. Практические примеры и конечноэлементные расчеты. 2014. Кудрявцев, Сахаров, Парамонов" (в загрузке нет, надо глубоко копать в тырьнете).
Мои разборки с расчетом в Elmer: Примеры теплотехнических расчетов в Elmer (Видео)

[goga89]

Сообщение от Нубий-IV Характеристики грунтов для расчетов промерзания/оттаивания - в СП 25.13330.2020 "Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах". Примеры ручного счета - Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. 1973 и Руководство по проектированию оснований и фундаментов на вечномерзлых грунтах. 1980. НИИОСП. Примеры машинного счета - "Промерзание и оттаивание грунтов. Практические примеры и конечноэлементные расчеты. 2014. Кудрявцев, Сахаров, Парамонов" (в загрузке нет, надо глубоко копать в тырьнете). Мои разборки с расчетом в Elmer: Примеры теплотехнических расчетов в Elmer (Видео)

Низкий поклон вам

[gumel]

Была же похожая тема: https://forum.dwg.ru/showthread.php?t=58309&page=6
Плюс ко всему, программа Agros2D - бесплатная