Анкета автора(ов)
| Фамилия, имя, отчество, учёная степень, звание, должность. Полное и сокращённое наименование организации, адрес организации. | Анвар Василович Гумеров, кандидат технических наук, доцент, Казанский государственный архитектурно-строительный университет, г. Казань, Российская Федерация. Е-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
| Название статьи. | Определение коэффициентов сил, действующих на прямоугольную призму в плоскопараллельном потоке методом дискретных вихрей |
| Аннотация. | Постановка задачи. Задача расчета ветровых воздействий на навесные фасадные системы остается актуальной и по сей день. При выборе креплений таких фасадов необходимо правильно рассчитывать ветровые нагрузки. Цель исследования – получение расчетных интегральных и распределенных аэродинамических характеристик для различных прямоугольных цилиндров методом дискретных вихрей. Для ее достижения было необходимо выполнить следующие задачи: на основе алгоритма метода дискретных вихрей разработать алгоритм моделирования обтекания прямоугольного цилиндра, реализация разработанного алгоритма в виде расчетной программы и проведение численных исследований по определению аэродинамических характеристик прямоугольных цилиндров. Рассматривается задача двумерного нестационарного отрывного обтекания прямоугольной призмы несжимаемой средой. Расчеты были проведены для различных прямоугольных сечений при различных шагах интегрирования и числа присоединенных вихрей на контуре обтекаемого прямоугольника. Показано, что варьированием этих параметров можно получить аэродинамические характеристики, близкие к экспериментальным. Результаты. Получены зависимости коэффициентов аэродинамических сил для различных прямоугольников от времени. Показано распределение коэффициента давления по поверхности прямоугольника соответствующее максимальной подъемной силе. Выполнено сравнение полученных расчетных зависимостей коэффициентов сил и числа Струхаля для различных прямоугольников с имеющимися экспериментальными данными. Даны рекомендации по подбору шага интегрирования и по количеству присоединенных вихрей на контуре прямоугольника. Выводы. Значимость полученных результатов для строительной отрасли состоит в возможности оценки элементов конструкции прямоугольного сечения на прочность и усталость c применением рассчитанных коэффициентов сил. Вычисленное распределение коэффициента давления по поверхности прямоугольного контура, можно использовать для определения ветровых нагрузок на фасадные панели многоэтажных жилых домов. |
| Ключевые слова. | метод дискретных вихрей, присоединенные и сводные вихри, контрольные точки, прямоугольная призма, число Струхаля, комплексный потенциал течения. |
| First name, Middle name, Last name, Scientific degree, Scientific rank, Current position. Full and brief name of the organization, The organization address. | Anvar V. Gumerov, candidate of technical sciences, associate professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, Kazan, Russian Federation Е-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript |
| Title of the article | Determination of the coefficients of forces acting on a rectangular prism in a two-dimensional flow by the method of discrete vortices |
| Abstract. | In this paper, the calculation method of discrete vortices determines the aerodynamic coefficients of the section of a rectangular high-rise building in plan. The problem of two-dimensional unsteady separation flow around a rectangular cylinder by an incompressible medium is considered. Calculations were carried out for various rectangular sections at different integration steps and the number of attached vortices on the contour of a streamlined rectangle. It is shown that by varying these parameters, it is possible to obtain aerodynamic characteristics close to experimental data. Results. Time dependences of coefficients of aerodynamic forces for various rectangles are obtained. The distribution of the pressure coefficient over the surface of the rectangle at the maximum lifting force is given. We compared the obtained calculated dependences of the force coefficients and the Strouhal number for various rectangles with the available experimental data. Recommendations are given on the selection of the integration step and on the number of placement of attached vortices on the contour of the rectangle. Conclusions. The significance of the results obtained for the construction industry consists in the possibility of evaluating the structural elements of rectangular cross-section for strength and fatigue, using the calculated force coefficients. The calculation model makes it possible to determine the distribution of the pressure coefficient for finding wind loads on the fa?ade panels of multi-storey residential buildings. |
| Keywords. | method of discrete vortices, bound and free vortices, control points, rectangular prism, the Strouhal number, flow complex potential |
| Для цитирования: | А.В. Гумеров. Определение коэффициентов сил, действующих на прямоугольную призму в плоскопараллельном потоке методом дискретных вихрей // Известия КГАСУ 2022 №3(61) с.110-118, DOI: 10.52409/20731523_2022_3_110 EDN: HIACOU |
| For citations: | A.V. Gumerov, Determination of the coefficients of forces acting on a rectangular prism in a two-dimensional flow by the method of discrete vortices // News KGASU 2022 №3 (61), p. 110-118, DOI: 10.52409/20731523_2022_3_110, EDN: HIACOU |
