СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЛНОВЫХ НАГРУЗОК И ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

Введение 3
Глава 1. Теоретические основы имитационного моделирования воздействия волн на гидротехнические сооружения 9
1.1. Основные уравнения гидродинамики 9
1.2. Некоторые теории замыкания уравнений Рейнольдса 15
1.3. Гравитационные волны на поверхности жидкости 20
1.4. Граничные и начальные условия 22
1.5. Метод контрольных объемов 25
1.6. Сравнение Solidworks Flow Simulation смодулем ANSYS 26
Выводы по главе 1. Постановка цели и задач исследования 27
Глава 2. Методические основы выполнения работы 29
2.1. Обоснование выбора программного комплекса 29
2.2. Модель ламинарного или турбулентного пограничного слоя 30
2.3. Описание метода численного решения в SolidworksFlowSimulation 31
2.4. Вычислительная сетка в SolidworksFlowSimulation 32
2.5. Этапы строительства сетки в SolidworksFlowSimulation 33
Выводы по Главе 2 34
Глава 3. Волновое давление на боковую поверхность свай в сквозных волногасящих стенах в зависимости от их сквозности 35
3.1. Гидростатическая и гидродинамическая задачи взаимодействии волны с вертикальной обтекаемой преградой 35
3.2. Граничные и начальные условия 37
3.3. Расчет в модуле FlowSimulation 39
3.4. Результаты расчета 42
Выводы по Главе 3 45
Глава 4. Расчет потерь металла свай под воздействием
водно-галечной смеси 47
4.1. Теоретические основы абразии при соударении тел 47
4.2. Оградительное сооружение порта Имеретинского
в Адлерском районе г. Сочи 50
4.3. Граничные условия расчета 52
4.4. Моделирование потерь металла свай в результате абразивного действия и эрозии 53
Выводы по Главе 4 57
Глава 5. Комплексное и имитационное моделирование торцевого и бокового воздействия волн на малоразмерные модели сооружений из электроупругих материалов 59
5.1. Комплексное моделирование 59
5.2. Физическая малоразмерная модель гидротехнического сооружения 59
5.3. Построение математической модели гидротехнического сооружения в программном комплексе SolidWorks 60
5.4. Вычисление собственных колебаний математической модели буны 62
5.5. Результаты комплексного малоразмерного моделирования колебаний буны при торцевом воздействии волн 63
5.6. Масштабирование частот колебаний 63
5.7. Имитационное математическое моделирование 64
5.8. Диссипация энергии турбулентности при имитационном моделировании торцевого воздействия волн на буну 67
Выводы по главе 5 68
Глава 6. Гидродинамические нагрузки на защитную стену при разрушении резервуаров с нефтепродуктами 70
6.1. Причины и виды разрушений резервуаров и защитных стен 70
6.2 Моделирование разрушения резервуаров 72
Выводы по Главе 6 76
Заключение 78
Список литературы 81

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования
Одним из наиболее распространенных и продуктивных способов моделирования сложных систем является имитационное компьютерное моделирование объектов и процессов реального мира.
Имитационное моделирование – это методология, которая позволяет создавать модели сложных систем и процессов с целью изучения их поведения и принятия решений. Оно основано на создании компьютерных моделей, которые имитируют реальные системы и позволяют исследовать их в различных условиях и сценариях [1 - 5].
Основная идея имитационного моделирования заключается в создании модели, которая состоит из компонентов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой. Каждый компонент модели имеет свои характеристики, поведение и правила взаимодействия. Модель может быть статической или динамической, в зависимости от того, какие аспекты системы она описывает [3].
Применение и совершенствование методов имитационного моделирования волновых нагрузок и воздействий на гидротехнические сооружения связано с необходимостью трехмерного исследования динамических воздействий на гидротехнические сооружения.

Весь текст будет доступен после покупки

Глава 1. Теоретические основы имитационного моделирования воздействия волн на гидротехнические сооружения

1.1. Основные уравнения гидродинамики
Согласно закону Ньютона, для того, чтобы вызвать движение массы М или в более общем смысле, чтобы изменить состояние существующего движения, необходимо приложить к этой массе силу F, которая создаст ускорение , такое, что будет удовлетворяться соотношение [9 - 12]. Это соотношение векторное, т.е. оно справедливо как в отношении величины скорости, так и в отношении ее направления. Произведение представляет собой силу инерции, которая характеризует свойство материи противодействовать любому изменению ее движения.
В гидродинамике рассматривается масса М, являющаяся массой единицы объема М=?, где ? – плотность.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Умановский А.В. Методика имитационного моделирования на основе обучающих данных для двухфазного течения в гетерогенной пористой еде. 2021 Т. 13 № 4 С. 779–792. DOI: 10.20537/2076-7633-2021-13-4-779-792.
2. Гиргидов А.А. Гибридное моделирование в проектировании гидротехнических сооружений и FLOW-3D® как средство его реализации. Инженерно-строительный журнал. №3. 2011 C. 21-27.
3. Имитационное моделирование: понятные определения, свойства и применение в различных областях. Интернет ресурс: https://nauchniestati.ru/spravka/sovremennye-podhody-imitaczionnogo-modelirovaniya/
4. Кантаржи И.Г., Мордвинцев К.П. Численное и физическое моделирование в МГСУ морских портовых гидротехнических сооружений. Наука и безопасность. 2015. № 2(15). Специальный выпуск. ISSN 2225-0360
5. Нуднер И.С., Семенов К.К., Лебедев В.В., Хакимзянов Г. С., Захаров Ю.Н. Численная модель гидроволновой лаборатории для исследования взаимодействия морских волн с гидротехническими сооружениями. Вычислительные технологии. 2019. Том 24. № 1. С. 86 – 105.
6. СП 58.13330.2019. Гидротехнические сооружения. Основные положения (с Изменением № 1). М. Минстрой РФ. 2019.
7. СП 38.13330.2018. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) (с Изменением № 1). М. Минстрой РФ. 2018.
8. СП 277.1325800.2016. Сооружения морские берегозащитные. Правила проектирования. М. Минстрой РФ. 2016.
9. Богомолов Е.Н. Численные методы гидрогазодинамики: учебное пособие. Рыбинск. РГАТА им. П.А.Соловьева. 2010.
10. Гидродинамика: учеб. Пособие для студентов нематематических факультетов / Мазо А.Б., Поташев К.А. Казань: Казан. ун-т. 2013. 2-е изд. 128 с.
11. Введение в гидродинамику: [учеб. пособие]/Д. В. Александров, А. Ю. Зубарев, Л. Ю. Искакова. Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та. 2012.
12. Черноусов А.А. Механика жидкости и газа (конспект лекций). Уфа. Уфимский государственный авиационный технический университет. 2021.
13. Алексин В. А., Зубарев В. М. Моделирование влияния параметров турбулентности набегающего потока на пристенные переходные течения в пограничном слое. Математическое моделирование. 2008. том 20. № 8. С. 87–106.

Весь текст будет доступен после покупки