Научная статья на тему 'Применение интерационных численых методов в задачах расчёта пневматических сооружений'

Применение интерационных численых методов в задачах расчёта пневматических сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
170
58
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОМБИНИРОВАННЫЕ МЕМБРАННО-ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ / РАСЧЁТ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ИТЕРАЦИОННЫМ ШАГОВЫМ МЕТОДОМ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Ким Алексей Юрьевич, Харитонов Семен Павлович

Статья посвящена описанию применения численных методов для расчёта нелинейных пневматических сооружений на нагрузки различного вида. Авторы для расчёта данных сооружений применили итерационный метод приращений параметров с поэтапным применением численной процедуры Рунге-Кутта и универсального уравнения состояния газа, который в общем случае предназначен для расчёта любых комбинированных мембранно-пневматических систем с учётом геометрической, физической и конструктивной нелинейности и позволяет учесть упругость закаченного в пневмополости сооружения воздуха.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Ким Алексей Юрьевич, Харитонов Семен Павлович

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

Текст научной работы на тему «Применение интерационных численых методов в задачах расчёта пневматических сооружений»

шума реактивной струи турбореактивного двигателя малой степени двухконтурности.

© = 140°

%

1/

100 200 400 800 1600 3150 6300 f, Гц

Рисунок 4 - Сравнение расчетных, по предлагаемой методике, и экспериментальных данных, приведенных к условиям свободного звукового поля, в задней полусфере:1 - экспериментальные данные по шуму реактивной струи ГТД, приведенные к условиям свободного звукового поля; 2 - расчет по предлагаемой методике

На рис. 4 представлено сравнение экспериментальных спектров шума реактивной струи, приведенных к условиям свободного звукового поля, с расчетными спектрами шума реактивной струи ГТД для условий свободного звукового поля. Сравнение показывает удовлетворительное совпадение экспериментальных и расчетных данных.

Список использованной литературы

1. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. Аэродинамические источники шума. - М.; Машиностроение, 1981. - 248с.

2. Загузов И. С., Калабухов В. Н. Математическая модель влияния поверхности открытого стенда на акустические характеристики реактивной струи ГТД // Математическое моделирование и краевые задачи: Тр. X межвуз. конф. / СамГТУ. Самара, 2000 . Ч. 1. С. 49-51.

3. Калабухов В.Н., Загузов И.С., Федечев А.Ф. Некоторые особенности генерации шума дозвуковой реактивной струи вблизи локально реагирующей поверхности // МНТК «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» 21-23 июня 2006 г., ч.2, Самара 2006, с. 56-57.

© Калабухов В.Н., 2016

УДК 69.033

Ким Алексей Юрьевич

д.т.н., профессор кафедры «Теории сооружений и строительных конструкций», СГТУ имени

Гагарина Ю.А. E-mail: sberbanksp@yandex.ru Харитонов Семен Павлович аспирант кафедры «Теории сооружений и строительных конструкций»,

СГТУ имени Гагарина Ю.А., г. Саратов, РФ E-mail: xpcemion@gmail.com

ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРАЦИОННЫХ ЧИСЛЕНЫХ МЕТОДОВ В ЗАДАЧАХ РАСЧЁТА ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Аннотация

Статья посвящена описанию применения численных методов для расчёта нелинейных пневматических

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №5/2016 ISSN 2410-700X_

сооружений на нагрузки различного вида.

Авторы для расчёта данных сооружений применили итерационный метод приращений параметров с поэтапным применением численной процедуры Рунге-Кутта и универсального уравнения состояния газа, который в общем случае предназначен для расчёта любых комбинированных мембранно-пневматических систем с учётом геометрической, физической и конструктивной нелинейности и позволяет учесть упругость закаченного в пневмополости сооружения воздуха.

Ключевые слова

Комбинированные мембранно-пневматические системы, расчёт пневматических сооружений

итерационным шаговым методом.

Развитие строительства с учётом современных достижений и в условиях мирового экономического кризиса требует повышения эффективности сооружений при экономии затрат за счёт внедрения прогрессивных конструкций и улучшения эксплуатационных качеств.

Мембранно-пневматические системы, как показал международный опыт строительства сооружений в течение последних десятилетий, относятся к прогрессивным конструкциям. Это облегчённые большепролётные системы сооружений, которые всё чаще возводятся в мире. Теория расчёта таких сооружений находится ещё в стадии разработки. Сложилась ситуация, в которой, с одной стороны, ощущается необходимость в создании облегчённых и экономичных большепролётных сооружений для промышленности, сельского хозяйства, министерства обороны, МЧС и так далее, а, с другой стороны, несмотря на успехи и значительную работу, проделанную учёными в области проектирования таких сооружений, проявляется несовершенство теории расчёта. При расчёте возникает необходимость учёта упругих свойств воздуха в пневматических полостях сооружений; потребность в учёте геометрической, физической и конструктивной нелинейности систем с использованием шаговых методов (рис. 1, 2).

Рисунок1 - Воздухоопорные спортивные сооружения, г. Харьков

Авторы статьи для расчёта систем использовали итерационный метод приращений параметров с поэтапным применением численной процедуры Рунге-Кутта четвёртого порядка точности, предназначенный для статического расчёта пневматических систем при их последовательных нагружениях нагрузкой, для исследования и подбора параметров систем при целенаправленном варьировании параметров жёсткости и для динамического расчёта систем в форме итерационного метода приращений времени с применением метода конечного элемента на шаге [1, с. 27].

Итерационный метод приращений параметров с поэтапным применением численной процедуры Рунге-Кутта и универсального уравнения состояния газа в общем случае предназначен для расчёта любых воздухонесомых комбинированных мембранно-пневматических систем с учётом геометрической, физической и конструктивной нелинейности и впервые позволяет учесть упругость закаченного в пневмополости воздуха при изменении давления воздуха в пневмополостях в зависимости от перемещений мембранных поясов, от температуры, давления, объёма пневмополостей и от всех других параметров [2, с. 79].

Рисунок 2 - Военный госпиталь из пневмоарочных сооружений

Для достижения более высокой точности решения исходной системы нелинейных уравнений авторы предлагают применять на шаге приращения параметров усовершенствованную процедуру метода Рунге-Кутта с итерационной обработкой, сохраняющую на итерации в пределах длины шага принцип линейности оператора. Данный метод расчёта позволяет учитывать физическую, геометрическую и конструктивную нелинейность сооружения.

Список использованной литературы:

1. Городецкий А.С. и др. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений / А.С. Городецкий - М.: Транспорт, 1981. - 143 с.

2. Ким А.Ю. Расчет мембранно-пневматических систем с учетом нелинейных факторов / А.Ю. Ким -Саратов.: СГАУ им. Вавилова Н.И., Монография депонирована в ВИНИТИ РАН 24.04.00 № 1148 - В2000. 2000. - 198 с.

© Ким А.Ю., Харитонов С.П., 2016

УДК 69.033

Ким Алексей Юрьевич

д.т.н., профессор кафедры «Теории сооружений и строительных конструкций», СГТУ имени

Гагарина Ю.А. E-mail: sberbanksp@yandex.ru Харитонов Семен Павлович аспирант кафедры «Теории сооружений и строительных конструкций»,

СГТУ имени Гагарина Ю.А. E-mail: xpcemion@gmail.com г. Саратов, РФ

ИСТОРИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ В РОССИИ

Аннотация

В статье описывается история создания пневматических сооружений в нашей стране. Принципы функционирования таких сооружений, классификация, принятая на сегодняшний день. Описывается область применения данных сооружений, т.к. за последние тридцать лет она сместилась из стороны производственного сектора в сторону оказания сферы услуг.

Ключевые слова

Мягкие оболочки пневматических сооружений, принцип предварительного натяжения,

линзообразные сооружения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.