Научные статьи Том 18 № 2 (2022): International Journal for Computational Civil and Structural Engineering

МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО РАСТЕКАНИЯ БУРНОГО ПОТОКА ЗА ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТРУБОЙ

PDF (английский)
Как цитировать

МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО РАСТЕКАНИЯ БУРНОГО ПОТОКА ЗА ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТРУБОЙ

Авторы

  • Ольга Бурцева Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, РОССИЯ
  • Виктор Коханенко Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, РОССИЯ
  • Сергей Евтушенко Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, г. Москва, РОССИЯ
  • Мария Александрова Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, РОССИЯ

DOI:

https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-74-84

Ключевые слова:

математическая модель, двухмерный в плане водный поток, уравнения движения, силы сопротивления, уравнения энергии потока, линия тока, гидродинамический напор, параметры растекания потока, свободное растекание потока в отводящее русло

Аннотация

Рассматривается свободное растекание бурного, стационарного, двухмерного в плане, открытого, потенциального, водного потока в широкое отводящее русло за безнапорной трубой прямоугольного сечения. Математическая модель потока в физической плоскости описывается в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений движения в частных производных. При переходе в плоскость годографа скорости нелинейная система уравнений трансформируется в линейную систему относительно частных производных. Пользуясь полученной системой уравнений аналитически решены различные задачи по течению двухмерных водных потоков. Определены параметр кинетичности t потока и угол q, характеризующий направление вектора местной скорости потока в точках пересечения произвольной эквипотенциали и произвольной линии тока. Найдены координаты X, Y этих точек. Учтены особенности изменения угла θ при переходе вертикального фронта XД.

Предложен модуль перехода от двумерной в плане модели течения водного потока к одномерной. Этот модуль необходим для использования законов сопротивления потоку и учету сил сопротивления.

Модель, предложенная в работе представляет собой развитие аналитических методов расчёта потенциальных потоков с заранее неизвестными границами и до расширения потока  β = 7÷10. Позволяет с погрешностью не превышающую 10% определять весь спектр геометрических и кинематических параметров потока.

Адекватность модели по всем параметрам потока до расширения β = 7÷10 улучшает адекватность по ранее существующим методам, что позволяет проектировщикам ГТС дорожных водопропускных сооружений повышать их надёжность.

1827 348

Опубликован

24.06.2022

Как цитировать

Бурцева, О., Коханенко, В., Евтушенко, С., & Александрова, М. (2022). МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО РАСТЕКАНИЯ БУРНОГО ПОТОКА ЗА ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ТРУБОЙ. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 18(2), 74-84. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2022-18-2-74-84

Ключевые слова

математическая модель, двухмерный в плане водный поток, уравнения движения, силы сопротивления, уравнения энергии потока, линия тока, гидродинамический напор, параметры растекания потока, свободное растекание потока в отводящее русло

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)