Математическое моделирование аэродинамического поведения антенномачтовых сооружений при организации связи на железнодорожном транспорте

С точки зрения действующих в России нормативов в области строительства и эксплуатации сооружений наиболее актуален анализ аэродинамического поведения сооружений связи, превышающих по высоте 75 м; они относятся к особо опасным, технически сложным сооружениям. Для подобных сооружений необходимо дополнительно определять аэродинамические коэффициенты с помощью продувок моделей сооружений в аэродинамических трубах или по рекомендациям, разработанным специализированными организациями. Работы могут быть достаточно дорогостоящими, особенно при изготовлении макетов сооружений и их последующей продувке в аэродинамических трубах. Данное исследование посвящено разработке математической модели поведения антенно-мачтового сооружения при ветровом воздействии, позволяющей определить аэродинамические коэффициенты при сборе нагрузок на проектируемое или эксплуатируемое сооружение, а также адекватно прогнозировать поведение и состояние самого объекта на различных этапах его жизненного цикла.

особо опасные сооружения связи, ветровая нагрузка, аэродинамические коэффициенты, нелинейные уравнения Навье , Стокса, соотношения неразрывности, дискретизация уравнений, линеаризация искомых функций

1. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004 № 190-ФЗ (ред. от 29.07.2017 г.) (с изм. и доп., вступ. в силу с 30.09.2017 г.).

2. ГОСТ 27751 - 2014. Надежность строительных конструкций и оснований. М.: Стандартинформ, 2015. 13 с.

3. СП 16.13330.2011. Cвод правил. Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81* / Минрегионразвития. М., 2011. С. 124.

4. СП 20.13330.2016. Свод правил. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*/ Минстрой. М., 2016. С. 80.

5. Программный комплекс «МИРАЖ» для расчета конструкций на ПК. Инструкция пользователя. Киев: НИИАСС, 1995. 420 с.

6. Зенкевич О. Метод конечных элементов в технике. М.: Мир, 1975. 468 c.

7. Метод конечных элементов в проектировании транспортных сооружений / А. С. Городецкий [и др.]. Киев: Факт, 2005. 342 c.

8. Динамический расчет зданий и сооружений / под ред. Б. Г. Коренева, И. М. Рабиновича. М.: Стройиздат, 1984. 303 с.

9. Finn R. On the steady state solutions of the Navier - Stokes partial differential equations // Archive for Rational Mechanics and Analysis. 1959. Vol. 3. P. 381 - 396.

10. Fujita H. On the existence and regulaty of th steady-state solution of the Navier - Stokes equation // Journal of the Faculty of Science University of Tokyo. 1961. Vol. 9. P. 59 - 102.

11. Finn R. Estmates at infinity for stationary solutions of the Navier - Stokes equations // Bulletin Mathématique de la Société des Sciences. Mathématiques et Physique de la RPR. 1959. Vol. 51. № 3. P. 387 - 418.

12. Finn R. On exterior stationary problem for the Navier - Stokes equation and associated perturbation problems // Archive for Rational Mechanics and Analysis. 1965. Vol. 19. P. 363 - 406.

13. Clar D. The vorticity at infinity for solutions of the stationary Navier - Stokes equations in exterior domains // Indiana University Mathematics Journal. 1971. Vol. 20. № 7. P. 633 - 654.

14. Бабенко К. И. Основы численного анализа. М.: Наука, 1986. 744 с.

15. Алгазин С. Д. Численные алгоритмы без насыщения в классических задачах математической физики. М.: Научный мир, 2002. 155 с.

16. Алгазин С. Д. Численное исследование уравнений Навье - Стокса // Журнал прикладной механики и технической физики. 2007. Т. 48. № 5. С. 43 - 52.

17. Меллер Н.Л., Пальцев Б.В., Хлюпина Е.Г. О конечно-элементных реализациях итерационных методов с расщеплением граничных условий для систем Стокса и типа Стокса в шаровом слое. Осесимметричный случай // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1999. Т. 39. № 1. С. 98 - 123.

18. Пальцев Б.В., Чечель И.И. О точных оценках скорости сходимости итерационных методов с расщеплением граничных условий для системы типа Стокса в слое с условием периодичности // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2000. Т. 40. № 12. С. 1823 - 1837.

19. Локтев А. А. Удар вязкоупругого тела по упругой изотропной пластинке // Механика композиционных материалов и конструкций. 2007. Т. 13. № 3. С. 417 - 425.

20. Локтев А. А. Упругопластическая модель взаимодействия цилиндрического ударника и пластинки // Письма в Журнал технической физики. 2007. Т. 33. Вып. 16. С. 72 - 77.

21. Локтев А.А., Залетдинов А.В. Определение точек взаимо действия прямых и отраженных волн в пластинке // Вестник МГСУ. 2010. № 3 - 4. С. 303 - 308.

22. Loktev D. A., Loktev A. A. Determination of object location by analyzing the image blur // Contemporary Engineering Sciences. 2015. Vol. 8. № 11. P. 467 - 475.

23. Modeling the dynamic behavior of railway track taking into account the occurrence of defects in the system wheel - rail / A. Loktev, V. Sychev, B. Gluzberg, E. Gridasova / MATEC Web of Conferences 117 (2017). XXVI R-S-P Seminar 2017. Theoretical Foundation of Civil Engineering. P. 1 - 6. URL: https:/www.matec-conferences.org/ articles/matecconf/abs/2017/31/contents/contents.html (дата обращения: 05.10.2017).

24. An Experimental Study of the Effects of Wind on a Metal Bridge Crossing with Two Independent Parallel Spans / A. Loktev, O. Poddaeva, A. Fedosova, P. Churin / Nonlinearity. Problems, Solutions and Applications. 2017. Vol. 1. Theoretical and Applied Mathematics. P. 291 - 307. URL: https:/www.novapublishers.com/catalog/product_ info.php?products_id=62045 (дата обращения: 06.10.2017).

25. ANSYS CFX 14.5. User’s Guide. Canonsburg: ANSYS Inc., 2012. URL: https://openeclass.teimes.gr/modules/document/file.php/ MYP143/Ansys%20tutorials.pdf (дата обращения: 06.10.2017).

26. Egorychev O.O., Churin P.S., Poddaeva O.I. Eхреrimental study of aerodynamic loads on high-rise buildings / Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1082. Р. 250 - 253. URL: https:/www. scientific.net/AMR.1082.250 (дата обращения: 08.10.2017).