CC BY
10
THE SYSTEM FOR MANAGING THE RISK FACTORS OF THE TRANSPORTATION PROCESS,
CONDITIONING ITS SAFETY
T.A. Finochenko, L.V. Dergacheva
A schematized analysis of the technogenic risk of the transportation process safety system has been developed, including subsystems that determine safety. The proposed scheme, combined with destabilizing factors, made it possible to identify the determining factor affecting the safety of the transportation process - human. The working conditions of locomotive crews are highlighted and described in the form of a visualized set of negative phenomena affecting a person in the cab of a locomotive. Based on the collected and analyzed statistical data, the article identifies the features of occupational morbidity of workers engaged in the transportation process. The conducted research can be used in the practical activities of JSC "Russian Railways", ensuring the effectiveness and validity of decision-making in the field of occupational safety.
Key words: Safety of the transportation process, locomotive crews, risk management, occupational morbidity, injury factors.
Finochenko Tatiana Anatolievna, candidate of technical sciences, docent, head of the chair, research and production center «Labor Protection», fta09@bk.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University (RSTU),
Dergacheva Lyudmila Vladimirovna, candidate of technical sciences, docent, masters, l.v.gromova@mail.ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State Transport University (RSTU)
УДК 004.94:721.01
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-7-167-171
АНАЛИЗ И ПОСТРОЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНО-ЧИСЛОВОЙ МОДЕЛИ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ СКОРОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Ю.В. Фаустова
Современные здания, а также микрорайоны перед строительством оценивают по многим характеристикам, включая исследование тепло, газо, электро, водоснабжение, оценка почвы и грунтовых вод, сейсмологическая оценка и определение пожарной безопасности, оценка ветровых нагрузок и их распределении, акустическое исследование, архитектурная визуализация, определение несущей способности и многое другое. Все это необходимо для получения наилучшего результата и прогнозирования дальнейших возможных проблем. Такие оценки и исследования возможно проводить с использованием численных (математических) моделирований. В данной работе с помощью программных комплексов и численного моделирования определяются важные архитектурные и строительные характеристики движения ветра в группе зданий. Исследуются скорости и направления ветра при его движении с разных сторон относительно зданий. Определены графически направления и скорости ветра на разных высотах при его движении по группе зданий. Целью исследования является получение определенных характеристик из численной модели в графическом виде путем визуализации конкретного объекта. Делаются выводы о важности и необходимости подобных исследований.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, модель, численная модель, архитектура, строительство, ветер, скорость.
С помощью современных технологий и информационных систем существует возможность в проведении научно-исследовательских работ с намного большим удобством, простотой и наименьшими временными затратами. Одним из относительно новых и современных методов является численное моделирование, которое проводится при помощи специальных программ и комплексов [1-11].
Современные здания, а также микрорайоны перед строительством оценивают по многим характеристикам, включая исследование тепло, газо, электро, водоснабжение, оценка почвы и грунтовых вод, сейсмологическая оценка и определение пожарной безопасности, оценка ветровых нагрузок и их распределении, акустическое исследование, архитектурная визуализация, определение несущей способности и многое другое. Такие исследования могут проводиться при помощи компьютерного анализа и создания численной модели. В этой работе ставится вопрос об исследовании ветра и его распределения в спроектированном небольшом районе, который застроен зданиями. Такое исследование было решено проводить с использованием программного комплекса Ansys, в котором была построена численная модель. Рассматривалась группа зданий, на которую воздействует ветер. Все здания расположены на одном уровне. Высота всех сооружений совпадала и составила 40 м. Ширина моделируемой и впоследствии исследуемой области составила 500 м, длинна 750 м, а высота 80 м. Целью исследования было определение скорости и направления ветра, и в результате были получены графические изображения скорости в плоскости сечения на разных высотах (рис. 1 и рис. 2).
Р1апе 1
Ш 1.7036+01
Рис. 1. Скорость ветра на высоте 9м при разных направлениях ветра
Было установлено, что в зонах между постройками скорость ветра значительно увеличивается. Особенно данное обстоятельство заметно при движении ветра под прямым углом к центральному выступающему зданию (рис. 1, в и рис. 2, в).
\/е1оа(у Р1апе 2
Ш 1-997е+01
1.493е+01
и
9.9Е7е+00
4.993е+00
О.ОООе+ОО [т эл-1]
Р1апе 2
_ 1.856е+01
1.392е+01
9.278 е+00
.
4.639е+00
О.ОООе+ОО [т нл-1]
б
Рис. 2. Скорость ветра на высоте 15 м при разных направлениях ветра
а
в
Начальная скорость ветра в численной модели составляла 12 м/с, при этом в оцениваемых зонах она достигает более 19 м/с, при этом в остальных случая (при других направлениях ветра) скорость повышается не более чем до 18 м/с. Таким образом достигается 50% повышение начальной скорости ветра относительно первоначальной. Также площадь, на которой достигается скорость более 18...19 м/с (т.е. максимальная) наибольшая в третьем рассматриваемом случае. При этом были исследованы скорости и распределение ветра на высоте 9 и 15 м, что объясняется тем, что в некоторых зданиях имеется переменная высота от 10 до 40 м. То есть первые несколько этажей в некоторых зданиях имеют большую площадь, относительно площади на остальных высотах. Таким образом, установлено, что ветер при прохождении через группы зданий значительно увеличивается в скорости, более, чем на 50%, однако при этом существуют зоны с минимальной скоростью. Дальнейшие исследования будут направлены на оптимизацию ветровой нагрузки, а также исследование давления, создаваемого ветром на здания.
Список литературы
1. Булавин Л.А., Выгорницкий Н.В., Лебовка Н.И. Компьютерное моделирование физических систем. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2011. 352 с.
169
2. Лычкина Н.Н. Современные тенденции в имитационном моделировании // Вестник университета, серия Информационные системы управления №2. М., ГУУ., 2000. 136 с.
3. Чадович А.А. Архитектурное моделирование (определение, принципы, стадии) // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 4-3(23). С. 122-123.
4. Толстик А.М. Роль компьютерного эксперимента в физическом образовании. Физическое образование в вузах, 2002. Т.8, №2. С. 94-102.
5. Соснина О.А., Филинских А.Д., Ложкина Н.А. Анализ методов создания виртуальных моделей нетривиальных форм // Информационные технологии. 2019. Т. 25. № 11. С. 679681.
6. Горчакова О.С., Савкова О.А., Сорокина Е.Ю. Применение средств автоматизации на примере градостроительства // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 9. С. 343-347.
7. Горчакова О.С., Савкова О.А., Сорокина Е.Ю. Оптимизация расчетов в физической архитектуре за счет применения программного обеспечения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 9. С. 359-363.
8. Королев А.Л. Компьютерное моделирование. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2016.
977 с.
9. Юдович В.И. Математические модели естественных наук. М.: Лань, 2011. 336 с.
10. Морозов Е.М., Муйземнек А.Ю., Шадский А.С. ANSYS в руках инженера. Механика разрушения. М.: Ленанд, 2010. 456 с.
11. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах. М.: КомпьютерПресс, 2002. 224 с.
Фаустова Юлия Владиславовна, студент, faustova_1998@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS AND CONSTRUCTION OF A COMPUTER-NUMERICAL MODEL WITH THE DETERMINATION OF SPEED CHARACTERISTICS
Y.V. Faustova
Modern buildings, as well as microdistricts, are evaluated by many characteristics before construction, including the study of heat, gas, electricity, water supply, soil and groundwater assessment, seismological assessment and determination of fire safety, assessment of wind loads and their distribution, acoustic research, architectural visualization, determination of bearing capacity and much more. All this is necessary to obtain the best result and predict further possible problems. Such assessments and studies can be carried out using numerical (mathematical) simulations. In this paper, with the help of software systems and numerical simulation, important architectural and construction characteristics of wind movement in a group of buildings are determined. The speeds and directions of the wind as it moves from different sides relative to buildings are investigated. The directions and speeds of the wind are determined graphically at different heights as it moves through a group of buildings. The purpose of the study is to obtain certain characteristics from a numerical model in a graphical form by visualizing a specific object. Conclusions are drawn about the importance and necessity of such studies.
Key words: computer simulation, model, numerical model, architecture, construction, wind,
speed.
Faustova Yulia Vladislavovna, student, faustova_1998@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
