CC BY
1
УДК 004.43
Нугыманова Н.А.
Ацшраттъщ ЖYйелер мамандыгыныц магистранты
Гылыми кецесшь' Абатов Н. Т. ацпараттыц ЖYйелер кафедрасыныц профессоры А. Байтурсынов атындагы Цостанай вщрлж университетi
Цазацстан, Цостанай
БИ1К ГИМАРАТТАРГА ЖЕЛ ЖУКТЕМЕЛЕРШ КОМПЬЮТЕРЛ1К
МОДЕЛЬДЕУ
Мацалада Астана цаласында салынып жатцан немесе жобаланган бшк зимараттарза жел цысымын аныцтау мшдетш сандыц модельдеу нэтижелерi келтiрiлген. Мэселе ANSYS пакетмде шешiледi. Модельденген зимарат жэне оныц айналасы жел цубырыныц сандыц аналогы болып табылатын доменге орналастырылзан. Бшк гимараттардагы жел цысымын есептеудщ сандыц нэтижелерш жел цубырларындагы YPлеу ндтижелерiмен салыстыру келтiрiлген.
ТYйiн свздер: квп цабатты гимарат, жел цысымы, модельдеу, жел ЖYктемелерi.
Nugymanova N.A. master's student specialty information systems Scientific consultant: Abatov N. T.
professor
Department of Information Systems Kostanay Regional University named after A. Baitursynov
Kazakhstan, Kostanay
COMPUTER MODELING OF WIND LOADS ON TALL BUILDINGS
The article presents the results of quantitative modeling of the task of determining wind pressure for high-rise buildings under construction or designed in Astana. The problem is solved in the ANSYS package. The simulated building and its surroundings are placed in a domain that is a digital analogue of a windpipe. A comparison of the quantitative results of calculating wind pressure in high-rise buildings with the results of blowing in wind pipes is given.
Keywords: high-rise building, wind pressures, modeling, wind loads.
Бшк FимараттардаFы жел жYктемелерi жYктемелердщ непзп тобына жатады. Жобалык ж^мыстардын, кепшшп непзшен аэродинамикальщ талдаумен байланысты. Сандык модельдеу ANSYS баFдарламалык
жасактамасында колданылатын акырлы элементтер эдюш колдану аркылы жYзеге асырылады. Есептеу моделi жел туннелшщ сандык аналогы болып табылады. М^ндай доменнщ мысалы суретте кeрсетiлген. 1. Модель денген кепкабатты Fимарат сол жакта; Fимараттыц eзi жэне оны коршап т¥PFан заттар бар аймак он, жакта.
Агынныц тж, келденец жэне бойлык баFыттарындаFы есептеу аймаFыныц мeлшерi учаскенiц модельденген дамуына жэне шекаралык жаFдайларFа байланысты.
Талкылау
К^рп уакытта турбуленттiлiктiн эртYрлi жартылай эмпирикалык модельдерi жасалуда [5,6]. Сонымен катар, эрбiр модель модельдеу жаFдайларыныц шектеулi санында Fана колайлы. Б^л с^йыктык аFынынын эртYрлi жаFдайларына байланысты пайда болатын турбуленттiлiктiц iшкi K¥рылымындаFы айтарлыктай айырмашылыктардан туындады [3].
С^йыктьщтыц сырткы аFыны Yшiн кабырFадаFы шекаралык кабаттар ете мацызды, eйткенi Рейнольдс сандары кец аукымда eзгередi жэне аFынныц iшiнара ламинаризациясы сол жерде пайда болуы мYмкiн. ¥сынылFан модельдi SST турбуленттiлiк моделiмен бiрге колдану шекаралык кабаттаFы с^йыктыктыц мшез-к¥лкын эр тYрлi с^йыктык жаFдайында, сыни жэне суперкритикалык тYPде дэл болжауFа мYмкiндiк бередi..
Эксперименттiк орнату
Зерттеушiлердiц ^пшит eз ж^мыстарын осы мэселеге арнайтыны белгiлi [6]. Олардыц зерттеу нэтижелерше CYЙене отырып, эксперименттiк орнатудын, келесл схемасы тандалды (сурет. 2).
Сурет 1. ИмитацияланFан кeп кабатты Fимарат жэне домен
^ 9
Сурет 2. Эксперименттiк орнату схемасы
1 саптамасынан жел 2 дeцгелек цилиндрдi айналып eтедi. 0лшеу жазыктыFына бектлген 3 Прандтль тYтiгi 2 цилиндрдщ ортасынан 88 мм кашыктыкта орналаскан. влшеулер кeлденец MYM осiндегi орнын эр 5 мм сайын жэне тш "7" осiн сэйкесiнше 10 мм сайын eзгертетiн координаталык тыFыздаFышпен орындалады.
Цилиндрдщ компьютерлiк моделi
Цилиндрдщ компьютерлш моделi соцFы элементтердiц тетраэдрлж торы колданылды.Есептеулер соцFы элементтердiц эртYрлi eлшемдерi бар тордыц бiрнеше н^скалары Yшiн орындалды (сурет. 4). Сурет. 5 есептеу аймагы керсетшген.
Сурет 3. Цилиндр айналасындаFы тор
Нэтижелер
Сандык талдаудыц ец жаксы нэтижелерi келесi тор параметрлерi Yшiн алынды: тор ^яшыктарыныц eлшемдерi (мм) — цилиндр — 0,3, домен — 3; шекаралык кабаттардыц саны — 5; шекаралык кабаттыц калыцды^ы (мм) — 0,1; кецейту коэффициента 1,2.
Суретте 4 турбуленттiлiктiц 6 моделi Yшiн эксперименттiк жел жылдамдыFыныц деректерiн салыстыру кeрсетiлген. Осылайша, эксперименттiк мэлiметтерге сэйкес нэтижелердi SST моделi аркылы алуFа болады.
Н[|>|
иг ■и ил||пи 41 Ж)|1
& 2.27 хп ыя ■ и 3.27
0 к> 1 » 1» Е Л 1.11 ¿« 1 !)
М1 5.И з.?ь 1.41 9.Э! ш
0 015 14! 0.» 9 31 Ь?! В.30
МП НИ 1&11 1.71 11. ¡0.1« НИ
□ .025 11.3] 11.2Я 11.П1 11. 5£ И. 33 11А1
СО) 1110 и 17 ИИ 11 « 11.31 11 »
о.о» 4.Ж 11-11 ll.it 11.47 и и И.»
а« Н.1? 4.М 10 37 Ш Л 31 27 9 Е1
( № О» ll.lt Я! >.в
■Л 4.53 и* 9.4$ 4.Н <л
4
Ш м МЗИТ
в 4.1 ал И <5 1
иди 17-1 и а ад 1)1 К1
оу» 13.3 и.1 0.1 114
о.пи 3.0 ЕМ 11 21
0.02 В 5 4.2 1Л и
ПОЛ 1.1 2.9 2.С Ч.С и
0.О1 3.2 2.1 «3 3.4 и
(035 116 11 9 1» 11» ш
041 м.о Л 1 11.7 111 14.1
ОСИ! 19 }7.( хм 4-3 119
0.05 ни Ьи 30.1 3.3 1914
Сурет 4. Желдiц жылдамдыгеын салыстыру
Эксперименттiк деректердi сандык талдаумен салыстыру Есептеу жэне эксперименттiк деректердi салыстыру Екатеринбургтегi кeпфункционалды бизнес орталыгеыныц мысалында орындалды (сурет 5). Доменге енпзшген Fимараттар суретте кeрсетiлген. 6 жэне 7. ^пфункционалды бизнес орталыгеы жасыл тYCпен ерекшеленедi.
Сурет 5. Сурет 6. Доменге Сурет 7. Доменге
Кепфункционалды енпзшген Fимараттар енпзшген Fимараттар бизнес орталыFы (жоба)
Эксперимент пен талдау нэтижелерш салыстыру келесiдей. Гимараттьщ сырткы контуры суретте керсетiлген белiмдерге белiнген 8. Компьютерлж модельдщ белiмдерi сол жакта, ал он, жакта эксперименттiк модель керсетшген.
Сурет 8. Гимараттьщ сырткы контуры
KppbiTbiHgbmap
CaHgbiK ^9He экcпepнмeнтriк H9TH^e.nepgi canbiCTbipy gaMMFaH caHgbiK Mogemgey sgicm 6hïk FHMapairapFa ^e.ngiH, kmcmmmh aHbiKTay y^ïh KO^gaHyFa öo-raTbrngbiFbiH KepceTegi.
^o^gaHbrnFaH ageßneTTep:
1. Alekhin V. N., Antipin A. A.,Gorodilov S. N. Analysis of wind impacts on the high-rise building "Iset Tower". Applied Mechanics, 2013, vol. 281, 639644.
2. Alekhin V., Numerical simulation of wind loads on high rise buildings. 13th International Conference on Construction. London, 2013, pp. 620-628.
3. AIJ Recommendations for Loads on Buildings. Japan, Architectural Institute of Japan, 1996.
4. Wacker J., Friedrich R., Plate E. J., Bergdolt U. Fluctuating wind load on cladding elements and roof pavers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 1991, vol. 38, pp. 405-418.
