МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНВЕКТИВНЫХ ПОТОКОВ В ПНЕВМООПОРНЫХ ОБЪЕКТАХ (Часть 2)

В статье рассмотрены моделирование и исследование аэродинамических процессов на участках пространства (включающих группу строительных сооружений сложной конфигурации для различных режимов капельных и воздушных потоков и температурных условий) и в строительных сооружениях сложной конфигурации (для различных режимов отопления и вентиляции). Разработаны специализированные программы для решения инновационных задач в области тепло- и массообмена в трехмерном пространстве давлений – скоростей – температур объекта.

Область применения пневмоопорных объектов – строительство и покрытие теннисных кортов, хоккейных площадок, бассейнов, а также выставки, цирки, кафе, аквапарки, киностудии, мобильные объекты медицинского назначения, ангары, гаражи, строительные площадки, станции техобслуживания и т. д. Достоинствами таких объектов яв- ляются  возможность  и  простота  многократного  монтажа  и демонтажа.  Их широкое внедрение определяется температурно-влажностными условиями под оболочкой.

Аналитико-расчетные исследования, натурные обследования тепло- и массообменных термодинамических параметров, многофакторных процессов воздушной среды в пневмоопорных объектах, их оболочках, в широком диапазоне климатических параметров воздуха (январь – декабрь) в Республике Беларусь, в различных географических широтах многих стран показали, что предел возможности оптимизации от ветровых нагрузок, потоков теплоты, акустических воздействий бесконечен (спортивные, жилые, промышленные, складские, военные технические единицы (танки, самолеты и т. д.)). В продолжение к моделированию конвективных потоков в пневмоопорных объектах (часть 1) представлены процессы с более высокими динамическими параметрами воздушных потоков для характерных размеров пневмоопорных объектов, проведен расчет полей скоростей, температур, давлений с увеличенной до 5 м/с скоростью поступления воздуха через приточные отверстия в различные моменты времени (20, 100, 200, 400 с). Расчет осуществлялся с использованием разработанной математической модели про- цессов конвекции, тепло- и массообмена в неограниченном пространстве на основе за- конов сохранения импульса, неразрывности, теплопроводности и граничных условий для пневмоопорных объектов, позволяющих анализировать и рассчитывать тепловые и конвективные потоки в трехмерном пространстве (часть 1 (2014, №4)).

1. Пухначев, В. В. Модель конвективного движения при пониженной гравитации / В. В. Пухначев // Моделирование в механике : сб. науч. трудов / Ин-т теоретич. и прикл. механики; редкол.: В. М. Фомин (отв. ред.) [и др.]. – 1992. – Т. 6, № 4. – С. 47–56.

2. Самарский, А. А. Численные методы решения задач конвекции–диффузии / А. А. Самарский, П. Н. Вабишев. – М. : Эдиториал УРСС, 1999. – 247 с.

3. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен: в 2 кн. / Б. Гебхард [и др.] ; пер. с англ. под ред. О. Г. Мартыненко. – М. : Мир, 1991. – Кн. 1. – 678 с.

4. Андреев, В. К. Об устойчивости равновесия плоского слоя в модели микрокон- векции / В. К. Андреев, В. Б. Бекежанова // Прикладная механика и техническая физика. – 2002. – Т. 43, № 2. – С. 43–53.

5. Джалурия, Й. Естественная конвекция: тепло- и массообмен / Й. Джалурия ; пер. с англ. С. Л. Вишневецкого ; под ред. В. И. Полежаева. – М. : Мир, 1983. – 399 с.

6. Современные математические модели конвекции / В. К. Андреев [и др.. – М.: Физматлит, 2008. – 368 с.

7. Моделирование конвективных потоков в пневмоопорных объектах / Б. М. Хрусталев [и др.] // Энергетика… (Изв. высш. учебн. заведений и энерг. объединений СНГ). – 2014. – № 4. – С. 42–55.

8. Ермолов, В. В. Воздухоопорные здания и сооружения / В. В. Ермолов. – М. : Стройиздат, 1980. – 304 с.

9. Пилипенко, В. М. Моделирование теплового режима помещений жилых зданий / В. М. Пилипенко // Строительство и архитектура. – 2008. – № 12. – С. 58–63.

10. Тепло- и массообмен : учеб. пособие для студентов учреждений, обеспечивающих получение высш. образования по строит., энергет. и машиностроит. Специальностям : в 2 ч. / Б. М. Хрусталев [и др.]. – Минск: Белорус. нац. техн. ун-т, 2007. – Ч. 1. – 606 с.

11. Себиси, Т. Конвективный теплообмен: физические основы и вычислительные методы / Т. Себиси, П. Брэдшоу ; пер. с англ. С. С. Ченцова, В. А. Хохрякова ; под ред. У. Г. Пирумова. – М. : Мир, 1987. – 590 с.

12. Сполдинг, Д. Б. Конвективный массоперенос / Д. Б. Сполдинг ; пер. с англ. З. П. Шульмана ; под ред. А. В. Лыкова. – Л.; М. : Энергия, 1965. – 384 с.