Научная статья на тему 'Новый методический подход к расчету силовых элементов антенных систем'

Новый методический подход к расчету силовых элементов антенных систем Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
36
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АНТЕННЫЕ СИСИТЕМЫ / ПРОЕКТНЫЕ РАСЧЕТЫ / МОДЕЛИРОВАНИЕ / ANTENNA SYSTEMS / DESIGN / MODELING.

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Доронин С.В., Сигова Е.М., Похабов Ю.П., Шарин Н.П., Кротов О.Ю.

Рассмотрены проблемы и затруднения проектных расчетов силовых элементов антенных систем. Сформулированы основные положения многовариантного иерархического подхода к обоснованию механических характеристик при проектировании антенн.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Доронин С.В., Сигова Е.М., Похабов Ю.П., Шарин Н.П., Кротов О.Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Новый методический подход к расчету силовых элементов антенных систем»

Несмотря на это, существуют резервы для совершенствования налогового администрирования.

Резюме: Высокий уровень централизации налоговых доходов на вышестоящих уровнях бюджетной системы не дает возможности участникам Красноярской агломерации создать стабильную доходную базу, повышает их зависимость от межбюджетных трансфертов. Поэтому важным для агломерации в рамках межмуниципального сотрудничества является установление унифицированного подхода к осуществлению налогового администрирования на объединенной территории. Повышение эффективности контрольной деятельности местных налоговых органов в тесном взаимодействии с местными администрациями, иными государственными органами - администраторами налоговых доходов, службой судебных приставов, с органами, предоставляющими сведения, необходимые для правильного исчисления налогов и сборов, поступающих в местные бюджеты окажет положительное влияние на реализацию налогового администрирова-

ния на уровне Красноярской агломерации. Это позволит улучшить ситуацию с обеспечением налоговой и финансовой самостоятельности муниципальных образований, входящих в агломерацию.

Библиографические ссылки

1. Отчетность об исполнении бюджетов субъектов РФ и местных бюджетов за 2011 г. : сайт Федерального казначейства [Электронный ресурс]. URL: www. roskazna.ru.

2. Grib S. N., Makarova S. N., Maslodudov D. A. The Krasnoyarsk Agglomeration in the System of Inter-Budgetary Relations Between the Russian Federation and the Krasnoyarsk Krai // Journal of Siberian Federal University, Humanities & Social sciences. 2012. № 5 (10). Р. 1500-1510.

3. Налоговый Кодекс Российской Федерации // доступ из справ.-правовой системы «Консультант-Плюс».

S. N. Grib, L. P. Zhigaeva, N. A. Nikulskaya

THE ADMINISTRATION OF TAX REVENUES AS A TOOL FOR THE IMPLEMENTATION OF THE TAX POLICY IN THE KRASNOYARSK AGGLOMERATION

In the work of the assessed level of centralization of tax revenues in Russia, analysis of the tools of tax administration, applicable at the level of municipal education. The comparison of the structure of tax revenues of municipalities in Russia and in Krasnoyarsk Agglomeration identified reserves for increasing the efficiency of administration of tax revenue accruing to the local budgets of the participants of the Krasnoyarsk Agglomeration.

Keywords: tax policy, agglomeration, tax administration, budget revenues.

© Гриб С. Н., Жигаева Л. П., Никульская Н. А., 2012

УДК 689.783

С. В. Доронин, Е. М. Сигова, Ю. П. Похабов, Н. П. Шарин, О. Ю. Кротов

НОВЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РАСЧЕТУ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

АНТЕННЫХ СИСТЕМ*

Рассмотрены проблемы и затруднения проектных расчетов силовых элементов антенных систем. Сформулированы основные положения многовариантного иерархического подхода к обоснованию механических характеристик при проектировании антенн.

Ключевые слова: антенные системы, проектные расчеты, моделирование.

В ходе выполнения поверочных и проектных расчетов в рамках проекта «Исследование и оптимизация электрических и механических параметров многоэлементных антенных систем для цифрового телевидения» получены не только практические результаты по оптимизации силовых элементов антенных систем, но и сформулирован ряд новых положений, касающихся перспектив развития методов расчетов технических

систем рассматриваемого класса. Для конкретизации отдельных положений в качестве модельного объекта рассмотрим конструкцию многоэлементной антенной системы (МАС), состоящую из расположенных на трубостойке восьми комплектов (этажей) антенных панелей, каждый из которых содержит укрепленные на суппортах четыре панели с малыми защитными чехлами (рис. 1).

* Работа выполнена при финансовой поддержке КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» (проект «Исследование и оптимизация электрических и механических параметров многоэлементных антенных систем для цифрового телевидения»).

Проблемы и затруднения проектных расчетов антенных систем. Выполненный анализ нормативных требований и методов проектирования позволил установить, что основные проблемы расчетов силовых элементов антенных систем связаны с отсутствием апробированных расчетных схем, позволяющих учесть аспекты действительной работы конструкций, касающиеся особенностей их деформирования и внешней аэродинамики.

Чехлы

Трубостойка

Рис. 1. Конструктивный вариант МАС, содержащий восемь этажей по четыре панели

Особенности деформирования, не учитываемые в настоящее время аналитическими расчетными схемами, связаны с тем, что элементы конструкции антенной системы крепятся на трубостойке за счет сил трения между трубостойкой и элементами суппортов (С-1 и С-2 на рис. 1), величина которых зависит от усилия затяжки шпилек. Это затрудняет определение начальных условий задачи, поскольку напряженно-деформированное состояние (НДС) конструкции зависит, среди прочего, от усилия затяжки Р, которое, в свою очередь, требуется определить с учетом следующих факторов:

уменьшение усилия затяжки ниже заранее неизвестного значения Ртш приводит к уменьшению сил трения между суппортами и трубостойкой и вертикальному смещению элементов МАС (этажей) по трубостойке;

увеличение усилия затяжки выше также требующего определения значения Ртах имеет следствием значительные пластические деформации суппорта, что, в свою очередь, может привести на начальной стадии эксплуатации к деформированию антенных панелей, а в дальнейшем - к релаксации напряжений и повышению уровня неопределенности НДС силовых элементов.

Таким образом, усилие затяжки, с одной стороны, входит в начальные условия задачи, с другой - может быть определено только в результате ее решения.

Внешняя аэродинамика антенных систем (их взаимодействие с набегающим ветровым потоком) оказывается весьма сложной, поскольку конструкции МАС характеризуются достаточно сложной конфигурацией, содержат большое количество отверстий и щелей. Для таких конструкций характерны дополнительные вихревые воздействия, неравномерное и нестационарное распределение давлений на элементы несущей системы. Традиционный подход к учету этих воздействий заключается в использовании в соответствии с [1] аэродинамического коэффициента для расчетной схемы, соответствующей проектируемой конструкции. Однако, содержащиеся в [1] расчетные схемы не позволяют в должной мере учесть конструктивные особенности антенных систем.

Вследствие этого, можно утверждать, что внешняя аэродинамика антенных систем не регламентируется нормативными методами расчетов с достаточной для практических расчетов точностью, в связи с чем существует значительная неопределенность в условиях ветровых воздействий на элементы МАС, что усиливает риск отказов в период эксплуатации.

В результате сравнительного анализа имеющихся расчетных схем и конфигураций антенных систем сформулированы следующие две расчетные схемы ветрового воздействия (рис. 2).

В первой расчетной схеме предполагается, что ветровая нагрузка распределяется равномерно по всем наветренным поверхностям антенны, аэродинамический коэффициент равен единице.

Во второй расчетной схеме аэродинамический коэффициент определяется в соответствии со схемой 1 «Отдельно стоящие плоские сплошные конструкции» обязательного приложения 4 [1]. При этом учитывается давление на наветренные поверхности и разрежение на подветренных поверхностях.

Практические расчеты МАС с использованием этих расчетных схем позволили сделать следующие выводы.

Более тяжелые условия деформирования элементов МАС наблюдаются при использовании первой расчетной схемы, а более тяжелые условия деформирования трубостойки - при использовании второй расчетной схемы ветрового воздействия. В связи с этим рекомендуется для обеспечения гарантированной работоспособности при расчетах на прочность элементов МАС использовать первую, а при расчетах на прочность трубостойки - вторую расчетную схему ветрового воздействия.

Многовариантный иерархический подход к расчетам. Указанные проблемы и затруднения приводят к тому, что постановка задачи, ее решение и анализ результатов осуществляются в условиях значительной неопределенности относительно условий закрепления и нагружения конструкции. Указанная неопределенность, а также наличие нескольких вариантов конструктивных решений элементов суппорта и чехлов антенных панелей, приводят к необходимости

многоуровневого и многовариантного подходов к постановке и решению задач.

Многоуровневость заключается в последовательном численном решении задач при следующих условиях:

1) задачи первого уровня - жесткое закрепление суппорта МАС на трубостойке, ветровое давление прикладывается в соответствии с упрощенными аналитическими расчетными схемами (см. рис. 2). Эти условия позволяют определить наиболее тяжелый вариант НДС и усилия затяжки шпилек Ртах, соответствующие возникновению развитого пластического течения материала элементов суппортов. Правомерность жесткого закрепления суппорта на трубостойке обусловлена тем, что при таких больших усилиях затяжки шпилек исключаются условия проскальзывания суппорта по трубостойке;

2) задачи второго уровня - учет условий проскальзывания суппорта МАС на трубостойке путем введения в расчетную схему и конечно-элементную модель контактных элементов, ветровое давление прикладывается в соответствии с упрощенными аналитическими расчетными схемами (рис. 2). Эти условия позволяют путем варьирования усилий затяжки шпилек определить минимальное их значение Ртт, обеспечивающее отсутствие проскальзывания суппорта по трубостойке. При этих условиях предположительно НДС характеризуется наименьшими значениями напряжений и деформаций;

3) задачи третьего уровня - моделирование методами вычислительной аэродинамики условий обте-

кания конструкций МАС воздушным потоком, установление особенностей распределения ветровых давлений и их учет при расчете МАС с учетом контактного взаимодействия суппорта и трубостойки и возможности их взаимного проскальзывания. При этих условиях получаются наиболее точные оценки как требуемых усилий затяжки шпилек, так и НДС конструкции МАС.

Многовариантность заключается в том, что рассматриваются

два варианта конструктивных решений суппорта; два варианта конструктивных решений чехла панели;

два направления действия ветра (вдоль и поперек шпилек суппорта) и два варианта аналитических расчетных схем ветрового давления (для задач первого и второго уровней);

значительное (априори неизвестное, определяется в процессе решения) количество вариантов усилия затяжки шпилек (для задач второго и третьего уровня);

несколько вариантов направления действия ветра (для задач третьего уровня), число этих вариантов определяется в ходе анализа промежуточных результатов.

Таким образом, основной особенностью исследования прочности МАС является то, что адекватные оценки характеристик НДС и усилия затяжки шпилек могут быть получены только в виде диапазонов их изменения в ходе многоуровневого и многовариантного численного моделирования условий нагружения и деформирования конструкций.

ы

ма

с и

л е Я1

н

а

Па

Л

н о

ю

Большой суппорт С-1

Малый суппорт С-2

ИЛ

Щ: 2 + и>2

2 1 2\

! 2 * И>2

Рис. 2. Антенные панели (1) с малыми (а) и большими (б) чехлами (2) и схемы нагружения: схема 1 - М11 = 5,69 кПа; = 0 кПа; схема 2 - = 4,552 кПа; = 3,414 кПа; стрелкой обозначено направление потока ветра; на схемах нагружения показан вид сверху

а

б

Принципиальные преимущества использования иерархического многовариантного подхода к расчетам антенных систем заключаются в том, что в рамках проектных расчетов выполняется исследовательская работа по изучению и обеспечению требуемых характеристик конструкций, позволяющая снизить неопределенность поведения проектируемых объектов и га-

рантировать требуемый уровень эксплуатационной надежности.

Библиографическая ссылка

1. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. М. : ОАО «ЦПП», 2009. 44 с.

S. V. Doronin, E. M. Sigova, Yu. P. Pokhabov, N. P. Sharin, O. Yu. Krotov

NEW METHODICAL APPROACH TO CALCULATION LOAD-BEARING ELEMENTS

OF ANTENNA SYSTEMS

There are discussed problems and difficulties of design calculations for load-bearing elements of antenna systems. Main propositions for multivariant hierarchical approach to reasoning mechanical characteristics of designed antenna are formulated.

Keywords: antenna systems, design calculations, modeling.

© Доронин С. В., Сигова Е. М., Похабов Ю. П., Шарин Н. П., Кротов О. Ю., 2012

УДК 519.876.5

Г. А. Доррер, И. А. Буслов

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАССАЖИРОПОТОКОВ КАК СИСТЕМЫ СО СЛУЧАЙНЫМ

ПОСТУПЛЕНИЕМ РЕСУРСОВ*

Рассматривается модель системы, в которой для получения конечного продукта требуется наличие определенного числа ресурсов, каждый из которых поступает в систему случайным образом и имеет конечное «время жизни». В качестве примера такой системы рассматривается модель согласования пассажиропотоков в крупном городе.

Ключевые слова: система обслуживания со случайными входными потоками; модель пассажиропотока.

В различных прикладных областях встречаются системы, работа которых зависит от поступления ресурсов из внешних независимых источников, причем интенсивность их поступления часто имеет случайный характер [1-3]. Для получения конечного продукта системы требуется наличие ресурсов всех видов. С другой стороны, каждый поступивший ресурс может иметь конечное «время жизни», по истечении которого он, не будучи использованным, теряет свои свойства и становится непригодным.

Примерами подобных систем могут служить некоторые технологические процессы в химической и пищевой промышленности, в транспортной логистике, процессы размножения в биологии, процессы оперативной обработки данных, поступающих из различных источников, а также ряд других.

В настоящей работе предлагается модель такой системы в виде разностных уравнений со случайной правой частью, дополненная условием образования единицы конечного продукта.

Эта модель конкретизируется на примере задачи согласования потоков пассажиров и автомобилей с

целью повышения комфортности транспортных услуг и снижения общего пассажиропотока.

Актуальность задачи объясняется тем, что в настоящее время транспортная проблема становится одной из ключевых для функционирования городской среды. Основную нагрузку на транспортную сеть создают легковые автомобили, загруженность которых во время движения не превышает обычно 1-2 человек. В то же время, пассажиры, пользующиеся городским транспортом, испытывают массу неудобств, особенно в часы пик, добираясь до работы и возвращаясь домой в переполненных автобусах. Поэтому очевидной представляется идея - увеличить загрузку пустующих легковых автомобилей, совместив потоки легкового автотранспорта и пассажиров, двигающихся в одном направлении [9].

Реализация этой идеи позволит уменьшить загрузку городского транспорта, снизить интенсивность транспортного потока и повысить комфортность передвижения пассажиров без существенного увеличения стоимости проезда. Практические возможности для осуществления этой идеи появились в связи

* Работа выполнена при финансовой поддержке КГАУ «Красноярский краевой фонд поддержки научной и научно-технической деятельности» (соглашение № 73 от 13.07.2012).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.