CC BY
53
УДК 004.94; 533.6
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА В ПРОГРАММНОМ
КОМПЛЕКСЕ ANSYS
А.Р. Газаров, Р.А. Колосов, К.А. Калинин
Приводятся результаты компьютерного моделирования, в котором значительное внимание уделяется давлению, ветра на здание. Помимо этого, приводится анализ турбулентных воздушных потоков, обтекающих сооружение.
Ключевые слова: программный комплекс, компьютерное моделирование, воздушный поток, движение, скорость.
Одним из направлений исследований актуальных на сегодняшний день, являются исследования аэродинамических характеристик зданий турбулентным потоком воздуха [1 - 5].
В работе будет рассмотрено воздействие ветра на здание (рис. 1), а также распределение скоростей в окрестностях двухэтажного сооружения со сложной четырехскатной крышей.
Рис. 1. Общая схема здания с четырехскатной крышей
Исследование возможно в трех вариантах:
- полноразмерное натурное моделирование с определением физических величин по средствам специального оборудование. При этом необходимо дорогостоящее оборудование, а также полноформатное строительство здания.
- создание уменьшенной модели здания и определение скоростей и давлений при помощи технических средств измерений.
- применение современных программных комплексов, позволяющих быстро, с высокой точностью и относительно дешево провести все необходимые исследования.
В данном случае используется третий вариант с ПО АшуБ. При этом скорость ветра постоянна и составляет 17 м/с. Модель турбулентности к-е. Интенсивность турбулентности задавалась константой в программе (равна 5 %). Воздушный поток считается несжимаемым и направлен по нормали к одной из стен, над которой расположена вальма.
126
Системный анализ, управление и обработка информации
На рис. 2 показано движение воздушного потока при столкновении со зданием, на рис. 3 - распределение скоростей в сечении, а на рис. 4 -давление, создаваемое ветром на здание.
Velocity Streamline 1
2.997е+001
2.254е+001
1.511е+001
7.676е+000
2.465е-001
[m sA-1]
Рис. 2. Распределение воздушного потока
Velocity Plane 1
Ш 2.Э10е+001
2 1026+001
t,455e+0G1
?.274e+00Q
— O.OOOe-fOOO [т sA-i j
Рис. 3. Скорость в сечении
Pressure
Contour 1 вТ 3.017е+002 2.484е+002 - 1.950е+002 1.417е+002 8.837е+001 3.504е+001 -1,828е+001 -7.161е+001 -1,249е+002
-3.9166+002 -4.449е+002 -4.982е+002 -5.515е+002
[Ра]
Рис. 4. Давление, создаваемое на здание и землю
Из рис. 2 видны потоки воздуха с максимальной скоростью, которые возникают в местах схода вихрей с углов профиля сооружения. И при этом наибольшая скорость составляет около 30 м/с, минимальная скорость наблюдается вблизи здания, в зоне слипания.
127
Наибольшее давление создается в стене, которая оказывает лобовое сопротивление ветру.
Данные расчеты аэродинамических характеристик здания со сложной четырехскатной крышей помогут при проектировании сооружений и оценки местности для дальнейшего возведения дома.
Список литературы
1. Поддаева О.И., Кубенин А.С., Чурин П.С. Архитектурно-строительная аэродинамика: учебное пособие. М.: МГСУ, 2015. 294 с.
2. Теличенко В.И. Кровля. Современные материалы и технология. М.: АСВ, 2016. 648 с.
3. Долгун А.И., Меленцова Т.Б. Строительные конструкции: учебник. М.: Академия, 2013. 432 с.
4. Чичерин И.И. Общестроительные работы. М.: Академия, 2014.
416 с.
5. Румянцев Б.М., Жуков А.Д. Строительные системы. Системы внутренней отделки: учебное пособие. СПб. 2013. Ч. 1. 284 с.
Газаров Артур Робертович, студент, den-arti777@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Колосов Руслан Андреевич, студент, den-arti777@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Калинин Кирилл Алексеевич, студент, den-arti 777@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
SIMULA TION OF AIR FLO WIN ANSYS SOFTWARE A.R. Gazarov, R.A. Kolosov, K.A. Kalinin
The results of computer simulation are given, in which considerable attention is paid to the pressure created by the wind on the building. In addition, an analysis of turbulent air currents flowing around the structure is provided.
Key words: software package, computer simulation, air flow, movement, speed.
Gazarov Artur Robertovich, student, den-arti 777@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kolosov Ruslan Andreevich, student, den-arti 777@,mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Kalinin Kirill Alekseevich, student, den-arti777@,mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
