CC BY
6
Привалов Александр Николаевич, д-р техн. наук, профессор, privalov. 61@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный педагогический университет,
Столяров Артем Анатольевич, преподаватель, privalov. 61@mail.ru, Россия, Тюмень, Тюменский филиал Военно-инженерного университета
THE METHOD OF QUANTITATIVE EVALUATION OF REGULATORS
OF THE INTELLIGENT CONTROL SYSTEM OF THE ELECTRIC DRIVE
A.N. Privalov, A.A. Stolyarov
A method of quantitative evaluation of intelligent control system (ISU) regulators of an electric drive (EP) is developed, based on the provisions and recommendations of the theory of design efficiency of elements of complex systems. The results of simulation modeling of the ES ISU are presented.
Key words: expert controller, parameter identification, neural network identifier, electric drive.
Privalov Alexander Nikolaevich, doctor of technical sciences, professor, privalov. 61@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State Pedagogical University,
Stolyarov Artem Anatolevich, lecturer, privalov. 61@,mail.ru, Russia, Tyumen, Tyumen Branch of the Military Engineering University
УДК 004.94; 69
АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ
ОДНОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ
К.А. Калинин
Приведены результаты моделирования и исследования того, как распахнутое окно влияет на аэродинамические характеристики здания, а именно: на скорость и направление ветра вблизи здания. Проведено исследование с помощью программы An-sys.
Ключевые слова: моделирование, аэродинамика, анализ, аналитический метод, давление, ветер, строительство.
Строительство является важной частью современной экономики и для снижения издержек, повышения рентабельности и надежности активно внедряются методы математического и компьютерного моделирования для проведения определенных расчетов. К таким расчетам могут относиться, например, оценка выдерживаемых нагрузок фундамента или перекрытий, аэродинамики, вибрационных нагрузок, светового загрязнения и т.п. Поэтому вопросы, затрагивающие темы строительства и математического и компьютерного анализа являются актуальными [1-3].
Далее будет проведено исследование того, как распахнутое окно влияет на аэродинамические характеристики здания, а именно на скорость и направление ветра в близи здания. В качестве метода исследования и обработки информации было выбрано компьютерное моделирование в специализированной программе ЛйБуБ [4-7]
408
с применением метода конечных элементов. Данный метод является одним из численных методов на ряду с методом конечных объемов, дискретного элемента и др. и считается приближенным к реальному процессу, но с некоторыми допущениями, относительно состава и свойства воздуха, его температуры и абсолютной точности вычислений. А так воздействие ветра является сложной системой, то математическое моделирование является одним из наиболее эффективных способов. Начальная скорость ветра составляла 15 м/с.
На рис. 1 приведены схемы и сечения, отображающие скорость движения ветра в окрестностях здания. Под буквами а и б изображено сечение, проходящее через центр здания, под буквами в-е изображены сечения проходящие рядом с домом на расстоянии 4 метра в каждую сторону.
д е
Рис. 1. Скорость движения воздуха в слоях
Исследование показало, что с подветренной стороны здания при открытом окне скорость ветра меньше, на 10%, в сравнении с обычным зданием. В зоне перед зданием скорость ветра и его направление совпадает. В распахнутом окне скорость ветра достигает 9 м/с. В рассматриваемых случаях скорость ветра достигает 22 м/с, что на 45% больше начальной скорости ветра.
На рис. 2 приведено движение ветра в горизонтальном сечении, а на рис. 3 -траектории и скорости движения ветра.
а б
Рис. 2. Скорость движения воздуха в горизонтальном слое на высоте двух метров
а б
Рис. 3. Скорость движения воздуха
Данное исследование показывает, что основной поток воздуха при открытом окне все-таки проходит вокруг дома, лишь небольшая часть воздушных потоков проходит сквозь дом. Однако, в сквозном проходе скорость движения воздуха составляет около 8 м/с. Такая скорость является значительной для внутреннего убранства здания и может нанести серьезный материальный вред. Поэтому при значительных порывах ветра со скоростью более 10 м/с следует закрывать окна, особенно это актуально для загородных сооружений, находящихся на равнине и не имеющих естественных ограждений в виде леса, скал и т.п.
Данное исследование возможно не только с помощью компьютерного моделирования, но и с помощью экспериментального метода, однако последний имеет существенные недостатки, например, невозможность получения подробных данных о процессе и сложность в создании макета. Поэтому в настоящее время компьютерное моделирование является наиболее востребованным методлм.
Список литературы
1. Газаров А.Р., Колосов Р. А., Калинин К. А. Моделирование воздушного потока в программном комплексе апБуБ // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. 126-128.
2. Горчакова О.С. Математическое исследование аэродинамических характеристик с использованием программного комплекса // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 58-61.
3. Савкова О. А. Использование компьютерного моделирования для исследования аэродинамики района // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 151-153.
4. Горчакова О.С., Савкова О.А., Сорокина Е.Ю. Дальнейшее развитие программного обеспечения для оптимизации расчетов в физической архитектуре // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 554-556.
5. Шишкина А.А. Применение программно-математических комплексов для улучшения условий труда на производстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 11. С. 327-330.
6. Шишкина А. А. Аналитический метод выбора климатического оборудования в помещении промышленного назначения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 329-332.
7. Вайцель А.А., Сиренко Е.Р., Гаврюхина А.В. Анализ совмещения нескольких потоков различной температуры в современных программных комплексах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 4. С. 95-98.
Калинин Кирилл Алексеевич, студент, den-arti 777@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYTICAL METHOD FOR STUDYING AERODYNAMICS OF A SINGLE-STOREY BUILDING
K.A. Kalinin
The results of modeling and research of how an open window affects the aerodynamic characteristics of a building, namely, the speed and direction of the wind in the vicinity of the building are presented. The study was carried out using the Ansys program.
Key words: modeling, aerodynamics, analysis, analytical method, pressure, wind, construction.
Kalinin Kirill Alekseevich, student, den-arti777@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
