Совершенствование методики расчёта рекламных сооружений на ветровую нагрузку

• Автор: Козлов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. Состояние вопроса.

1.1. Обзор методов расчета зданий и сооружений на действие ветра

1.2. Краткий обзор состояния теории надежности строительных конструкций.

1.3 Классификация основных форм, характера расположения и анализа эксплуатации РС, в частности

на территории г. Казани.

1.4 Цели и задачи исследования

2. Численное моделирование ветровой нагрузки

2.1. Объекты исследования.

2.2. Постановка задачи

2.3. Технология моделирования ветровой нагрузки
2.4. Численное моделирование ветровой нагрузки но поверхности рекламных сооружений методом дискретных вихрей на ПК АЕШЗСОРЬАТЕ
2.5. Сравнение результатов моделирования ветровой нагрузки на ПК АЕЯЕСОРЬАТЕ и данными других программных комплексов.
2.6. Анализ результатов моделирования ветровой нагрузки
2.7. Выводы по главе 2
3. Экспериментальное определение ветровой нагрузки
на рекламные сооружения
3.1. Этапы и цель проведения эксперимента
3.2. Объект исследования
3.3. Методика эксперимента
3.4. Результаты экспериментального исследования в
аэродинамической трубе.
3.5. Результаты экспериментального исследования в натурных условиях
3.6. Результаты сравнения данных численного, натурного эксперимента и эксперимента в аэродинамической трубе.
3.7. Выводы к главе 3
4. Расчет РС в вероятностной постановке, позволяющий оптимизировать параметры РС.
4.1. Постановка задачи. Основные понятия и обозначения
4.2. Методика расчета в вероятностной постановке, позволяющая оптимизировать параметры элементов
4.3. Методика расчета РС с учетом расположения на местности и определение коэффициента надежности
РС для г. Казани.
4.4. Выводы к главе 4
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Даламбср, рассматривая движение «идеальной» жидкости (без учета внутреннего трения) разработал математическую теорию обтекания тела потоком жидкости [, 0]. В XIX веке Гельмгольц, Г. Кирхгоф, Д. У. Стретт разработали теорию, учитывающую срывы потока на кромках обтекаемой пластины и следующей за ней спутной струей, состоящей из застойного воздуха. На изучение движения жидкости с учетом вязкости были направлены труды А. Пуазеля, JI. Навье, Д. Стокса, которые вывели уравнения движения жидкости и газа с учетом вязкости (уравнение Навье - Стокса). Исследованиями характера движения жидкости занимался О. Рейнольдс, который установил критерий режима движения жидкости — ламинарный, переходный и турбулентный, вывел дифференциальные уравнения осредненного турбулентного движения жидкости. Одним из первых трудов по аэродинамике в России стала монография Д. И. Менделеева «О сопротивлении жидкости и воздухоплавании» опубликованная в году. Экспериментальные методики определения аэродинамической силы совершенствовал А. Г. Эйфель [2], который использовал радиолокационную башню в Париже, носящую его имя, для создания прямолинейного движения за счет свободного падения и регистрации параметров скорости и силы сопротивления тела в аэродинамическом потоке. Для перемещения моделей по воздуху некоторыми исследователями применялись локомотивы, а затем автомобили. Следующим этапом экспериментальных исследований стала постройка аэродинамической трубы, которая была впервые сконструирована Ф. Г. Уэнем в году в обществе по аэронавтики Великобритании. В году Г. Филлипс усовершенствовал конструкцию трубы. Жуковский и Рябушинский в России, Стантон и Максим в Англии, Ратто и Эйфель во Франции, Прандтль в Германии, Крокко в Италии. В году лорд Релей изучая течение вокруг вращающегося цилиндра установил наличие поперечной силы и описал таким образом эффект Магнуса, что послужило толчком к дальнейшим исследованиям. В начале XX века параллельно Ф. У. Ланчестером в Англии, М. В. Кутта в Германии и, Н. Е. Жуковским в России разработано математическое обоснование теории подъемной силы для двумерного течения, введено понятие циркуляции и получено теоретическое определение подъемной силы, которое хорошо согласовалось с результатами экспериментов. В году Л. Прандтлем была опубликована теория пограничного слоя, развитие которой было продолжено его учениками Т. Карманом и К. Польгаузеном. В этой области работали Л. И. Седов, Л. Г. Лойцянский и др. В этот период была разработана теория подобия и установлены её основные критерии: число Рейнольдса (Яе), Струхаля (8Ь), Эйлера (Ей), Маха (М), Фруда (Рг) и др. Введено понятие и определено в аэродинамических трубах значение аэродинамического коэффициента и значение аэродинамических сил: лобового сопротивления (х), боковой (у) и подъемной (г) (1. Ру=сг*В^*А (1. У* - скорость потока на бесконечности, 4 - характерная площадь конструкции, с и Г -аэродинамический коэффициент и значение аэродинамической силы по направлению х, у, г соответственно (рис. Рис. На изучение аэродинамических коэффициентов, как указывает в своей монографии Э. И. Реттер [, , ] были направлены теоретические и экспериментальные исследования различных авторов. Де"^ (1. Однако, аналитическое описание сх для критического и закритического режима движения потока, других форм сооружений практически невозможно из-за сложного математического описания процессов обтекания. Этот недостаток был компенсирован многочисленными экспериментальными исследованиями. Так в [, , -, , , 0, 1, 5, 9-2] приведены значения аэродинамических коэффициентов полученные в разных аэродинамических трубах для различных форм сооружений и для различных углов направления потока ветра. В [] приведен график (рис. Рис 1. Из графика (рис. Особенно значительное увеличение сх (до 1. Подобные выводы по результатам эксперимента приводятся в [9-2], которые выявили аналогичную зависимость, но с максимальным соотношением значений аэродинамических коэффициентов равным 1. Наиболее полная информация о распределении давления по пластине приведена в [, ]. Так на рис 1.