CC BY
9
Key words: information security, SOAP, SSL, protocol, encryption, security.
Afanasyeva Daria Vladimirovna, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.94:69
АНАЛИЗ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ДАННЫХ ОБ АЭРОДИНАМИКЕ КУПОЛЬНЫХ ЗДАНИЙ
И.А. Ветрянщиков
Проводится исследование с последующим анализом и систематизацией данных, полученных математическим моделированием в программе Ansys. Проводилось моделирование купольного здания для оценки аэродинамических характеристик сооружения.
Ключевые слова: математическое моделирование, конечные элементы, скорость, давление, аэродинамика, анализ.
Практически во всех сферах строительства, добычи ископаемых, машиностроении, судо- и авиастроении и многих других отраслях промышленности повсеместно применяется математическое и компьютерное моделирование. В частности, в строительстве компьютерный метод позволяет изучить различные температурные влияния, погодные условия, выдерживаемые нагрузки и т.п. [1-6].
На данный момент, многие проблемы решаются, и многие исследования проводятся именно с применением современного подхода в анализе и систематизации данных (с помощью ЭВМ). Строительство является одной из отраслей современной инженерной мысли, которая не пренебрегает помощью современных технологий и программных комплексов для решения сложных технических задач.
В зонах с суровыми климатическими условиями, такими как высокая скорость ветра, большие перепады температур или значительными краевыми температурами все чаще стали строить энергоэффективные дома, построенные по купольной технологии. Такие дома отличаются высокими значениями сохранения тепла в холодное время года, а также подходящей аэродинамикой [7-8]. В данной работе проводится исследование именно аэродинамики здания, созданного в форме полусферы.
Исследование проведено в программно-аналитическом комплексе Ansys, и были заданы начальные характеристики ветра (27 м/с). Высота здания составляет 7,5 м, а температура ветра - 22 градуса. Целью исследования является определение давление ветра и его скорости на различных высотах в окрестностях купольного здания. В результате были получены скоростные параметры (рис. 1) и давления (рис. 2 и 3)
в г
Рис. 1. Скорость потоков воздуха на высоте: а -1 м; б - 3 м; в - 5 м; г - 7 м
Системный анализ, управление и обработка информации
Ргтеиге PUntn
гаг7е.оз-----"-Г- - - -
Ы rt "
Ш; - --
I
[р»1
Pressure Plane t
Ш 6.837е+С2
I
Ш:
-5 1S2C1- _ - ^ ~ . " -
Pressure б ' —
Ptarte 1
I 6.S37e*02 - r-rf г__—-—
'-Z-'
-1 192o«Cf2 :. - - -
■
"1:— ■
-5.192е+02* "l-I-
- --_. " - -
■ -9 201е*02 JL — j- -----
[Ра] ГГ— Г—
Рис. 2. Давление потоков воздуха на высоте: а -1 м; б - 3 м; в - 5 м; г - 7м
Pressure
Dcfajt Domain De lau 1 _ Б S37e+02
Рис. 3. Давление ветра на здание
а
в
Таким образом, наибольшая скорость воздушных масс наблюдается в зона, расположенных по бокам от здания, а наименьшие с подветренной и наветренной стороны. Однако картина распределений давлений противоположенная.
Как показало исследование, давление ветра на здание падает с увеличением высоты и радиуса здания, так наибольшее давление ветром оказывается на наветренную сторону, в точке, ближайшей к потоку ветра.
Таким образом, компьютерное моделирование позволяет изучить то, как ветер влияет на здание, с каких сторон и как распределяются воздушные массы относительно оцениваемого сооружения. Подобные исследования помогают понять процессы, происходящие в здание и рядом с ним до того, как здание будет построено, что позволит значительно уменьшить финансовую нагрузку на предприятие, возводящие данное сооружение, а также иные издержки, например, временные. Подобные исследования также важны для снижения рисков обрушения здания или для изучения негативных последствий строительства сооружений, в том числе и экологических.
Список литературы
1. Белов П.Г. Управление рисками, системный анализ и моделирование. Учебник и практикум. В 3 частях. Часть 2. М.: Юрайт, 2016. 252 с.
2. Газаров А.Р., Колосов Р.А., Калинин К.А. Моделирование воздушного потока в программном комплексе ansys // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. 126-128.
3. Горчакова О.С. Математическое исследование аэродинамических характеристик с использованием программного комплекса // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 58-61.
4. Савкова О.А. Использование компьютерного моделирования для исследования аэродинамики района // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 151-153.
5. 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.
6. Колосов Р.А. Применение современных технологических решений и программного обеспечения в строительной отрасли// Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 143-145.
7. Бадьин Г.М. Строительство и реконструкция малоэтажного энергоэффективного дома. БХВ-Петербург, 2011. С. 62-64.
8. Poddaeva O.I., Dubinskiy S.I., Fedosova A.N. Chislennoe modelirovanie vetrovoy aero-dinamiki vysot-nogo zdaniya [Numerical Modeling of Wind Aerodynamics of a High-rise Building]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and Civil Construction]. 2014. no. 9. P. 23-27.
Ветрянщиков Илья Алексеевич, студент, [email protected], Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS AND SYSTEMATIZATION OF DOME BUILDINGS AERODYNAMICS DATA
I.A. Vetranshicov
A study is being carried out with subsequent analysis and systematization of the data obtained by mathematical modeling in the Ansys program. Modeling of the domed building was carried out to assess the aerodynamic characteristics of the structure.
Key words: mathematical modeling, finite elements, speed, pressure, aerodynamics, analysis.
Vetranshicov Ilya Alekseevich, student, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
УДК 004.94:622
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАГРУЗОК НА ЗУБ КОВША ЭКСКАВАТОРА
С.С. Тутов
В работе проводится исследование того, как воздействует сила, приложенная к зубу ковша экскаватора с помощью программно-математических сред. Приводятся и анализируются стадии нагружения и деформирования насадки при приложении силы, направленной нормально к кончику зуба. Исследование проводится с применением программных комплексов.
Ключевые слова: исследование, анализ, сила, стадии, зуб, горная машина, ковш, экскаватор.
Экскаваторы и другая горнодобывающая и строительная техника являются весьма распространёнными машинами. При этом в большом числе таких машин присутствуют ковши, составной частью которых являются зубья [1,2]. Такой зуб воспринимает значительную нагрузку при внедрении в грунт, руду и пр. При этом большой интерес представляет влияние значительных нагрузок на зуб, на выдерживаемую силу, на поведение материала и его разрушение. В данной работе будет проведено исследование влияния значительной по величине силы на изменения в зубе.
При превышении предельно допустимых нагрузок зуб ломается, при чем возможно хрупкое разрушение материала, при котором зуб раскалывается практически без пластических изменений, и пластическое его деформирование, при котором зуб начинает терять первоначальную форму [3-5]. В данной работе рассмотрим воздействие силы, приложенной нормально к кончику зубу. Для проведения исследования был выбран метод компьютерного моделирования в программе Ansys с последующей оценкой и анализом полученных данных.
88
