НОСТАЦИОНАР ОҚИМЛАРНИ ГИДРАВЛИК МОДЕЛЛАШТИРИШ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 9 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

НОСТАЦИОНАР ОЦИМЛАРНИ ГИДРАВЛИК МОДЕЛЛАШТИРИШ

Эшев С.С. - т.ф.д., проф., А.Р. Рахимов - т.ф.ф.д., доц., Юлдошева У.Т. -магистр, Эркинов С.Т. - талаба (ЦМИИ).

АННОТАЦИЯ

Очиц узанлардаги оцимнинг ностационар уолатида гидравлик жараёнларни моделлаштириш усули келтирилган. Бунда ностационар оцимнинг асосий курсаткичлари булган Рейнольде, Фруд ва бошца критерийлари асосланган. Уларнинг ностационар оцимда цулланиши асосланган.

Калит сузлар: моделлаштириш, механик ухшашлик, Рейнольдс критерийси, Фруд критерийси, мослик, ностационар оцим, тулцинлар.

Приведены методика гидравлического моделирования процесса открытых водотоков в условиях нестационарности потока. Обоснованы основные показатели критерии Рейнольдса и Фруда для нестационарного потока. Обоснованиы её применение для нестационарного потока.

Ключевые слова: моделирования, Механическое подобия, Критерий Рейнольдса, критерий Фруда, нестационарный поток, волны.

Физик моделлаш масаласида натурадаги жараёнларнинг физик табиати моделда хам кузатилиши керак. Бу масаланинг ечими натурадаги ва моделдаги ходисаларнинг юкори даражада ухшашлигини таъминлайдиган кичрайтирилган масштабда топилади[36,60,61].

Суюкликнинг тулкинли харакатини тадкикотлашда ухшашликнинг асосий талаби булиб, кинематик ва механик ходисаларни урганадиган механик ухшашликнинг таъминланиши хисобланади. Шунингдек, механик ухшашлик ходисани ташкил этувчи геометрик ухшашликни хам ифодалайди. Ухшашликни таъминлаш учун яна мухитда кечадиган (ковушкоклик, сувнинг ва окизикларнинг зичлиги ва х.к.) физик ухшашлик хам сакланиши керак

АННОТАЦИЯ

КИРИШ

[1,2,3,7,8,9].

Oriental Renaissance: Innovative, 73 VOLUME 2 | ISSUE 9

educational, natural and social sciences IV ISSN 2181-1784

Scientific Journal Impact Factor Q SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ^ ASI Factor = 1.7

МУХ,ОКАМА ВА НАТИЖАЛАР

Натурада ва моделда тадкикотланадиган жараёнларни физик моделлаштиришда улар бир хил тенгламалар ва бир хил чегаравий шартлар билан ифодаланиши керак. Шунинг учун бу тенгламалардаги улчамсиз катталиклар натурада ва моделда бир хил булиши керак [4,5,7].

Агар система факат бир хил огирлик кучлари f = mg таъсири остида булса,

2

унда ухшашлик критерийси ^7 ёки — = Fr куринишни олади.

mv~ g£

Бир хил огирлик кучи таъсири остида булган ухшаш системаларда Фруд сони бир хил булиши керак. Бу шартдан тезлик ва узунлик масштаблари уртасидаги богланиш а^ = ос, курининшга эга булади. Агар системага суюкликнинг ички ишкаланиш кучлари F таъсир этса, унда буни куйидагича ёзамиз:

т- d— „

F=л d—s, (1) бу ерда л -суюкликнинг ковушкоклик коэффициенти; Q - юза; n - тезлик

F

йуналишига нормал йуналган; Мос булган ухшашлик параметри -- ёки

СУ'С

iv //

— = Ке ; v = — - кииематик ковушкоклик коэффициенти; масштаблар узаро

ava( = or,, тенглик билан богланган.

Майда масштабли моделлаштиришда гравитацион ухшашлик конуниятини куллаш жиддий хатоликларга олиб келади. Тулкинли окимнинг турбулентлиги ортиши билан ковушкоклик кучларнинг таъсири камаяди. Агар Рейнолъдс сони

Re — > Re, булса, ковушкоклик кучларини хдсобга олмаса хам булади. Тулкинли жараёнлар учун куйидагини ёзиш мумкин:

Re = —mdl = ai h , (2)

бу ерда —max - максимал орбитал тезлик;

1 \2як 2лк

a = V—cth — '(3)

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 9 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

h i)

Rq = J ma% / =«2 • h у 2nh , 2nh 2 -cth-

Л Л бу ерда

J 4у^

, (4)

«2 = —

™ =_Lc , (5)

2n Л 4у

с - тулкин таркалиш тезлиги.

Тулкинларнинг анъанавий тадкикотларида Re > 5000 Рейнольдс сони буйича автомоделлик сакланади.

Туб ости деформацияси содир буладиган тулкинли ва аралаш окимларнинг узаро таъсирини моделлаштириш караладиган булса, унда жараён куйидаги параметрлар билан ифодаланади[5,6]:

A = f \p,fi,D,PP,g,£,».) , (6)

где р ва ^ - суюкликнинг зичлиги ва ковушкоклиги; D - заррачанинг

диаметри; g -эркин тушиш тезланиши; t - характерли узунлик; - динамик

тезлик.

Агар харакат бошланиши асосан муаллак окизиклар холатларида булса, унда g ни сувнинг солиштирма огирлиги билан алмаштириш мумкин, яъни

Г =(pp-p)g, (7)

бу эса куйидаги улчамсиз муносабатни хосил килишга имкон беради:

ПА = f

S D S2 p £л Р

V

(8)

a rD p d

Биринчилардан булиб турган икки параметр заррача учун Рейнольдс сони ва Шильдс параметрини курсатади.

Текис туб остига эга булган бир йуналишли окимнинг s динамик тезлиги куйидагича аникланади:

S* = (gRI )1/2, (9)

бу ерда R -гидравлик радиус. Тулкинли окимлар учун динамик тезликни аниклаш анча мураккаб булгани учун (8) тенгламани куйидаги куринишда кайта ёзиш кулай булади: киска тулкинлар учун

f п ъ п2 .. л

(10)

па = f

узун тулкинлар учун

rSD nSL Р «±л

'Р г\' , гл

у rsD Р D

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 9 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

Пл = f

3D 32 p d v ysD p D

(11)

Бу улчамсиз нисбатлардан киска тулкинлар модели учун характерли узунлиги сифатида as дан фойдаланиб куйидаги модель масштабларини хосил килиш мумкин:

nv= Пр=\;

П3 nD = 1

nD •

n = na ;

Ys 3, 5

n = n = 1.

Ps p

nD = naD = 1

(12)

(13)

(14)

(15)

Бу тенгламалар натура ва моделда олинган кийматларнинг Шильдс диаграммасининг бир нуктасида тушишини таъминлайди., яъни окизиклар харакати натурада кандай урин тутган булса, моделда хам шундай урин тутиши урнатилади.

Агар p / p нинг таъсири кам булса, суюклик ва окизиклар учун зичлик масштаблари (14) тенглама билан урнатилади. Агар p / p нинг таъсири катта булса, у холда модель тугри келмайди.

Туб ости текис булган , яъни туб ости гряд шакллари хисобга олинмайдиган узанлар учун

—1/2 1/7 nD= n N 7

(16)

Хдракатдаги туб ости грядлари учун

nKs = nD (17)

Бундан (16) куйидаги куринишга эга булади:

nD = n5'16 ва nL = n

(18)

Катор тадкикотчилар гряд коэффициентини киритадилар, яъни T' = aT

?

бу ерда - окизикларни харакатга келтирувчи эффектив уринма кучланиш. Йирик окизикларни моделлаштиришда Шильдс диаграммасидан Re^ таъсири остида

a D

Re.

> 100

v

(19)

D

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 9 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

AtHH (12) TeHraaMaHH xucoöra onMaca xaM Öynagu Ba (13) Ba (15) TeHraaManap KynugarH KypuHHmnapHH onagunap:

2

nn

V* \T2

n = — = NK „

Ts ks h

7-2/7

n

nd=na =n

(20)

D

6y epga NK - HHFHHgu FagHp-öygupnHKKa Terumnu. Ta^pnöanapHHHr Kypcaramuna, rpagnapHHHr öanaHgnurH A Ba y3yHnHKnapu Ap acocaH as / D Hucöarra öofhh; Öynagu. ByHga rpagnap ynnaMnapHHHHr

MacmTaÖH TaxMHHaH Mogennamrapum MacmTaöura öyöcyHagH Ba 1 .

Anoxuga 3appana arpo^ugaru okhm TypöyneHT öynuö xHcoönaHMafigHraH Manga ;yMnap ynyH (12) Ba (15) TeHraaManap ;apaMa-;apmu Öynagu. By xonga MacmTaö э$$eктн ny;yppo; TagKHKoraaHumH KepaK.

0;H3HKgap TpaHcnopTHHHHr MacmTaÖH KynugarH TapTHÖga ypHaranagH:

q

u D

= $2

v*D pu* pS as

(21)

v TsD P D

Öy epga q - öupnHK Ba;T unuga öupnHK энgaн TpaHcnopT KunHHaguraH KaTTHK Marepuan xa^MH.

ro;opHga H^oganaHraH yxmamnHKKa Kypa KynugarHHu xocun Kunum MyMKHH:

nq = nu* nD = mq

(22)

By xonarga $a;ar mq KHHMara ynyH MogenHH acam MyMKHH. ffluntgc эгpн HH3HFHHHHr TypöyneHT 30Hacuga ^ofiganaHunaguraH TeHraHKHH u Haru^aBHH CHn^uram Ky^naHHmu эмac Ba Öy cucTeMaHH KeHrafiTHpum ynyH KynugaruHH e3um KepaK Öynagu:

q

ay\D

= V

fayiu,D pad ps IA

(23)

- v v TsD P P, By эca TeHrnHK MacmTaönapura Tynapo; эгa öynumHH Ta;o30 этagн:

1/2 2 1/2 n„ n nn = 1; nn* = nnn ; n = n

a V„ D ' a V„ Ts D ' q a

(24)

eKH

n1/2 n =

n

d

nanv, 1 ,

nts = - = —; nq =1

TS nd n q

(25)

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 9 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

roKopugaru TeHrguKgapga MacmTaö q cogumTupMa cap^Hu y3rapTHpMaögH geö Kapagagu Ba ygapHuHr Keguö HH^urnu na = 1 mapT öugaH HerapagaHagu. Ey

epga myHH TatKuggam KepaKKH, TygKuHgu Ba apagam o^HMnap öugaH öygaguraH OKH3HKnapHHHr TpaHcnopra Kyn xogaraapga Te3guK, apagamum Ba 3appanagapHuHr Te3naHHm accuMMeTpuacura SoFguK öygagu. Ey accHMMeTpna TygKuH maKgu Ba hhcöhh nyKypnuKHHHr h / X ^yH^uacu öyguö xucoögaHagu. Kyn xpgaraapga Tyn^HH maKHHHH MogeggamTupum MyMKHH эмac, h / X эca MogeggamTupugagu.

ro^opuga afiTuö yTugraHgeK, o^KMra TygKuHgap Tatcupu ocTuga öoFnaHMaraH o^rouKgap xapaKaraHu MogeggamTupum MatgyMKu, axaMuflTcro MyaMMO эмac. Ey Macagara goup KynruHa TagKuspTgap SaFumgaHraH öyguö, ygapga Typgu MogeggamTupum KoHyHuflTgapu TaKgu^ этнgгaн [1,4,5,6,9]. MyaMMo acocaH o^rouKgap MacmTaöuHu aHuKgam öugaH SoFguK öygraH. Arap Mogegga oKrouKgap ygnaMgapu ^yga x,aM kuhuk öygca, ygapHuHr xoccagapu y3rapagu. MacagaH, ygap SoFgaHraH o^rouKgapHuHr xoccagapuHu y3gapura My^accaM этнmgapн MyMKuH Ba yHga oKuMra TygKuHgap Tatcupu ocTuga öygaguraH o^rouKgapHuHr apagamyBu Harypagaru Kaöu SygMacgaH öomKana öygagu.

Hmga o^rouKgapHuHr acocufi napaMeTpgapuHu MogeggamTupum Kyfiugarugap:

- D50 oKrouKgapHuHr ypTana guaMeTpu;

- Marepuag oFupguru;

- rugpaBguK fiupuKguK;

- o^rouKgap Ky3Fagumu SomgaHumuHu aHuKgafiguraH Yugbgc napaMeTpu. MogeggamTupum MacagacuHuHr MypaKKaSguruHu, myHuHrgeK, y umHuHr

acocufi Macagacu öyguö xucoSgaHMacguruHu эtтн6opгa oguö, öu3 Kyfiugaru coggagamraH eHgamyBgaH ^oögagaHguK. TygKuHgap ynyH :

- Opyg KoHyHuHuHr öa^apugumu;

- h / XTygKuH Ku^guruHu MogeggamTupum.

YHga Mogegt 6y3ugMaraH Sygumu KepaK. KynruHa umgapga w rugpaBguK fiupuKguK TygKuHgu npo^ug maKggaHumuHuHr MacagacuHu enumgaru MyxuM napaMeTp öyguö xucoögaHagu.

ffly caöaögu, Mogegga napaMeTpHuHr caKgaHumuHu TatMuHgaÖMro, atHu

nh = n, Ba nT = n)'2 öyjiraHH ywyH n{hJwT) = 1 ökh nw = n)'2.

Arap rugpaBguK fiupuKguK Ctokc 3oHacura Terumgu öygca, yHga

Oriental Renaissance: Innovative, 73 VOLUME 2 | ISSUE 9

educational, natural and social sciences IV ISSN 2181-1784

Scientific Journal Impact Factor Q SJIF 2022: 5.947

Advanced Sciences Index Factor ^ ASI Factor = 1.7

W = 1 Dg fo -Yw) 18 v K

(26)

бу ерда ys , Yw - мос равишда окизиклар ва сувнинг солиштирма огирлиги; v - кинематик ковушкоклик коэффициенти. Хусусан, натура ва моделда бир хил материални ишлатишда куйидагига эга буламиз:

(27)

еки

"д., = 4 • (28)

Масалан, п, =1/10чизикли масштабли модел учун окизиклар улчамининг

кичрайиши факат 1/1,78 кийматни ташкил этади. п, = 1/100чизикли масштабли

модел учун эса моделда окизикларнинг медиан улчамининг кичрайиши 1/1,316 кийматни ташкил этади.

ХУЛОСА

Юкорида келтирилган ностационар окимларни гидравлик моделлаштириш усулидан ер узанли машина каналларини, деревацион каналларни, ирригация ва мелиорация каналларини хдмда сув омборларини моделлаштиришда фойдаланиш мумкин.

REFERENCES

1. Боровский В.П. Волновая модель профиля скорости. // Мелиорация и водное хозяйство. 2007, №4, с.55-59.

2. Бровченко И. А., Мадерич В. С. «Двумерная Лагранжева модель переноса много фракционных наносов в прибрежной зоне моря». Прикладная гидромеханика. 2005. Том 6 (78), № 1, 1-9.

3. Чалов Р.С. Русловые процессы (русловедение). -Инфра-М. М., 2017, 568 с.

4. Чекин А.Л. Математика и информатика. Часть 1. Учебное пособие-М.:МПГУ, 2019. 236 с.

5. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. - Лань, М., 2015, 640 с.

6. Эшев С.С. Расчет деформируемых больших земляных каналов в условиях нестационарности водного потока. Ташкент. " Voris nashriyot", 2018. -187с.

7. Эшев С.С., Рахимов А.Р., Гайимназаров И.Х. Влиянии волновых потоков на деформаций русел каналов: Монография. - Т.: Издательство «Voris nashriyot», 2021, 189 с.

Oriental Renaissance: Innovative, educational, natural and social sciences Scientific Journal Impact Factor Advanced Sciences Index Factor

VOLUME 2 | ISSUE 9 ISSN 2181-1784 SJIF 2022: 5.947 ASI Factor = 1.7

8. Jonsson I.G., Skovgeard O., Jacobsen T.S. Computation of longshore currents, Proc, Const. Eng. Cong., 1974, pp. 699...714.

9. Eshev S.S., Rahimov A.R., IG'oyibnazarov.X., Latipov Sh.A.. Generation of Wind Waves in Large Streams. International Jounal of Psychosocial Rehabilitation, Vol. 24, Issue 01, 2020. -Pp. 518-525.

10. S.S.Eshev, A.N.Xazratov, A.R.Rahimov, Sh.A.Latipov. Influence of wind waves on the flow in flowing reservoirs. IIUM Engineering Journal, Vol. 21, No. 2. 2020 https://doi.org/10.31436/iiumej.v21i2.1329. -Pp. 125-132. (05.00.00; № 6)