Forza resistente dell'aria a 250km/h su un piano regolare

[Daniel521]

Ciao, dai un'occhiata alla foto in allegato perfavore.

E' presente un piano regolare di dimensioni 200cm x 20cm, inclinato di 45°, sostenuto da una barra, anch'essa inclinata di 45° rispetto al piano di appoggio. Esso è colpito da un vento che viaggia alla velocità di 250km/h.
Come posso calcolare la forza esercitata sulla barra che sostiene il piano? In N o kg.

So già che più è grande l'aria del piano, e maggiore sarà la forza F esercitata. Ma non conosco i prcedimenti e le formule per arrivare alla conclusione.

Grazie in anticipo per l'aiuto!

[marioursino]

Non è il mio campo ma mi sembra un problema da FEM.

[IlGuru]

La superficie da considerare sarà quella normale al flusso dell'aria, quindi quelle lunghezze * seno di 45°
A naso la forza esercitata sarà proporzionale alla superficie, al quadrato della velocità dell'aria e ad un opportuno coefficiente di proporzionalità.

[lemure64]

Premetto che vado a naso, non so niente di queste cose, quindi prendi con le molle.

Molto dipende dalla precisione che ti serve. Direi che come prima approssimazione si può applicare quello che si trova in questa pagina, formule 17.3, 17.4.

http://mechanics4change.blogspot.com/2016/02/dynamic-force-exerted-by-fluid-jet-on.html

Chiaramente vanno adattate, e non basta assumere un diametro del getto di fluido pari alla proiezione verticale del lato lungo, perché ci saranno effetti di bordo. In seconda approssimazione, direi che il lato corto possa essere assimilato a un'ala, immaginando che a dx dello spigolo superiore, ci sia un tratto di raccordo che potrebbe essere lungo un paio di volte il lato corto e termina alla stessa quota dello spigolo anteriore. Le formule per la portanza si trovano. Questo ti darà un momento "in aggiunta" alle componenti calcolate con la prima approssimazione, dato che quello che avviene sul lato corto superiore avviene (non esattamente, quindi avrai anche una componente orizzontale "netta") anche su quello inferiore.

A questo punto molto dipende da fenomeni che solo chi ci ha lavorato conosce; probabilmente, dato che una specie di diedro non è affatto assimilabile a un'ala, dietro gli spigoli ci saranno fenomeni di distacco che produrranno un momento variabile nel tempo. Dato che questi sono il peggior osso duro per le strutture (per esempio, oltre circa 60 m di altezza il vento prevale sul sisma, anche il peggiore) andrebbero valutati. Con ogni probabilità sono tabellati coefficienti per geometrie assimiliabili al tuo problema, a seconda di quanto è simile stabilisci un coefficiente di incremento, e poi va valutato separatamente - e aggiunto - l'incremento dinamico del momento "oscillatorio" dato che produrrà fenomeni di fatica nel supporto.

Diciamo che prima di pensare al terzo step devi capire se vale la pena per il tuo problema. Forse potrebbe bastare la prima valutazione incrementata che so, del 25-30%, così proprio a naso.

[Daniel521]

Grazie a tutti per avere risposto... non pensavo fosse così delicata la situazione... Trattandosi appunto di un piano regolare, pensavo a qualche semplice formula, ma a quanto pare mi sbagliavo. Comunque ho ottenuto dei spunti molto interessanti e direi che ne vale la pena riflettere ancora un po'.

[IsidoroKZ]

Non ho capito la geometria del problema

[EcoTan]

Ammettendo che sia una specie di pannello poggiato sul lato lungo, la barra dov'è e come è vincolata?

[MarcoD]

Il problema è scaturito dai pannelli fonoassorbenti sui viadotti delle autostrade?

[NSE]

Io farei una ricerca con "azione del vento sulle costruzioni", credo sia normato dalle NTC.
E poi approssimazioni.
Dipende dal motivo da cui ti serve. Didattico, perizia?

[Daniel521]

Il motivo è puramente didattico e anche per curiosità...