Analyse thermique d'une grande antenne
Secteur: Construction de machines et d’installationsDiscipline: Mécanique des structuresLa société CPI VERTEX Antennentechnik GmbH est le fabricant d'un télescope ALMA (Atacama Large Millimeter Array) avec un diamètre d'antenne de 12 mètres. Cette installation nécessite une analyse thermique, que CADFEM a réalisée avec les outils de simulation Ansys.
Résumé
Tâche
En raison des spécifications imposées, l'antenne a dû être analysée en tenant compte du rayonnement solaire, du rayonnement et, bien sûr, du transfert de chaleur par convection vers l'environnement.
Solution
En tenant compte des effets de transfert de chaleur par conduction, convection et rayonnement thermique, CADFEM a pu déterminer le champ de température de l'antenne dans Ansys. Comme défi particulier, l'analyse thermique de la partie convective du transfert de chaleur vers l'environnement a été combinée avec une analyse CFD. Par conséquent, l'influence du vent sur le champ de température de l'antenne a également été calculée.
Avantages clients
VERTEX Antennentechnik GmbH a reçu une analyse thermique complexe de son installation d'antennes par l'équipe de CADFEM-Consulting.
Imaginez le lever du soleil sur les contreforts des Andes chiliennes. Le vent souffle lentement dans le désert aride d'Atacama... Ce scénario ne sort pas de l'imagination d'un aventurier solitaire, mais est le cas de charge thermique donné pour la construction d'un des télescopes du projet ALMA (Atacama Large Millimeter Array). VERTEX Antennentechnik GmbH avait besoin d'une analyse thermique complète sous forme de modèle de simulation dans Ansys.
En raison des spécifications données, l'antenne a dû être analysée en tenant compte du rayonnement solaire, du rayonnement et, bien sûr, du transfert de chaleur par convection vers l'environnement. En tenant compte des effets de transfert de chaleur que sont la conduction thermique, la convection thermique et le rayonnement thermique, il a été possible de déterminer le champ de température de l'antenne. L'analyse stationnaire et l'analyse instationnaire fournissent toutes deux des informations précieuses sur les contraintes thermiques résultantes sur la structure. Un soin particulier a dû être apporté à la structure laminée en PRFC. L'idéalisation des propriétés du matériau CFK a permis de procéder à de nombreuses simplifications. Un défi particulier a été de combiner l'analyse thermique de la part de transfert de chaleur par convection vers l'environnement avec une analyse CFD. C'est pourquoi l'influence du vent sur le champ de température de l'antenne a également été calculée. Le champ de température qui en résulte peut être utilisé pour des analyses structurelles ultérieures afin de déterminer les déformations thermiques ou les zones de contraintes thermiques critiques.
Images: © VERTEX antenna technology