CFD оценка распределения давления вдоль круглых силосов с коническими крышами Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК69

Д.Е. Пашков

студент 4 курса БГТУ им. В.Г. Шухова,

г. Белгород, РФ E-mail: de.pashkov@gmail.com Д.С. Варибрус аспирант 2 курса БГТУ им. В.Г. Шухова,

г. Белгород, РФ E-mail: xisdima@list.ru

CFD ОЦЕНКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВДОЛЬ КРУГЛЫХ СИЛОСОВ

С КОНИЧЕСКИМИ КРЫШАМИ

Аннотация

Введение. Разработка конструкции здания включает в себя расчет прикладываемых ветровых нагрузок в процессе проектирования. Доступные данные кодов для расчета ветрового воздействия в этих кодах извлечены из экспериментов в аэродинамической трубе, но они не охватывают все типы проектируемых конструкций. В процессе проектирования проектировщику необходимо предоставить расчетные параметры ветра, учитывая, что экспериментальные данные являются дорогостоящими и не всегда доступны.

Цель. Применить метод CFD-моделирования, в целях получить исходные данные для расчета ветрового воздействия.

Метод исследования. Исследование приведено с применение методом вычислительной гидродинамики (далее CFD) и сравнение его с полученными результатами из аэродинамической трубы, описанными в Еврокоде и ASCE10.

Ключевые слова

Строительство, CFD-моделирование, современные технологии

CFD-моделирование - один из подразделов механики сплошных сред. Подраздел призван вычислять характеристики потоковых процессов при помощи вычислительных и физико-математических методов. CFD-моделирование позволяет оценить температуру и смоделировать движение воздушных потоков в действующем или проектируемом центре обработки данных. Для любого исследования в области гидродинамики необходимо использовать систему из основных уравнений гидрогазодинамических потоков и выбрать один из методов решения этой системы.

Исследуемой моделью для валидации CFD-моделирования являются

склады цилиндрической формы, покрытые коническими крышами. Эксперименты были проведены в Monash University by Sabransky and Melbourne в аэродинамической трубе с ограниченным контуром 450 кВт для моделей с изменением угла наклона крыши и отношения высоты к диаметру цилиндра. Представлено сравнение численного моделирования с использованием CFD и результатов испытаний в аэродинамической трубе . Геометрические размеры пяти исследованных силосов приведены в таблице 1 и на рис. 1. Размеры окружающего домена выбраны равными 9H х 9H х 20H, как показано на рис. 2, продольный воздушный поток со скоростью 10 м / с и интенсивностью турбулентности 15%. Эти размеры, скорость и интенсивность турбулентности будут держать число Рейнольдса в диапазоне от 1 х 10 5 до 3 х 10 5 .

Таблица 2

Геометрия изучаемых моделей

модель H (мм) D (мм) H / D ß

1 175 150 1,16 15 °

2 175 150 1,16 27 °

3 175 150 1,16 45 °

4 148 189 0,78 27 °

5 149 225 0,66 27 °

ISSN 2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №4 / 2020

Рисунок 1 - Силосная геометрия

Рисунок 2 - Размеры аэродромного бункера

Принимая во внимание масштаб модели, используемая сетка с минимальным размером 2 мм постепенно увеличивалась на 1,1, пока не достигла доменных стенок. Домен включает около 2,7 млн. тетраэдрических клеток. Сравнение результатов распределения давления, полученных с помощью анализа CFD, очень близко к результатам, определенным экспериментально с помощью испытаний в аэродинамической трубе, как показано на рис. 3.

Experimental results Numerical CFD results

(b) model 2

Experimental results Numerical CFD results

(c) model 3

Experimental results Numerical CFD results

(d) model 4

Experimental results Numerical CFD results

(e) model 5

Рисунок 3 - Распределение коэффициента давления по крышам для пяти изученных моделей.

Рисунок 4 - Сравнение среднего коэффициента давления в аэродинамической трубе и модели CFD.

На рис. 4 суммированы значения коэффициента давления, полученные методом CFD, и ранее определенные экспериментальные результаты в аэродинамической трубе.для изменения как угла наклона крыши, так и отношения высоты (H) к диаметру (D), которые указывают на сильную согласованность с процентным изменением, не превышает 10%.

Вывод: Для силосов с конической крышей полученные результаты показывают превосходный прогноз коэффициентов подъема с колебаниями от 2% до 10%. Список использованной литературы:

1. Yasushi Uematsua, Raku TsuruishiWind load evaluation system for the design of roof cladding of spherical domes J. Wind Eng. Ind. Aerodyn., 96 (2008), pp. 2054-2066

2. N.M. Guirguisa, A.A. Abd El-Aziz, M.M. NassiefStudy of wind effects on different buildings of pitched roofs Desalination, 209 (2007), pp. 190-198

© Пашков Д.Е., Варибрус Д.С., 2020

УДК 721.052.04

М. С. Зинченко

Студент 2 курса, ИАиС ВолГТУ, г. Волгоград, РФ Е-mail: m-zinchenko-2000@yandex.ru Н. А. Садкова Студент 2 курса, ИАиС ВолГТУ, г. Волгоград, РФ Е-mail: sadirisa@yandex.ru П. В. Самойленко Ст. преподаватель г. Волгоград, РФ Н. Г. Матовникова Кандидат географических наук, Доцент г. Волгоград, РФ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВХОДНОЙ ГРУППЫ ОФИСНЫХ ЗДАНИЙ. ПРЕДПРОЕКТНЫЙ АНАЛИЗ.

Аннотация

В данной статье изложен аналитический разбор организации входных групп различных офисных зданий. Большое внимание уделяется новым и современным сооружениям. Цель статьи разобрать