Сопряжения закрученного потока с продольным течением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В практике проектирования и эксплуатации гидротехнических и водохозяйственных объектов вопросы сопряжения потоков зачастую приобретают первостепенный характер, поскольку требуют внимательного подхода к воздействию на береговую инфраструктуру водных объектов и их сооружений со стороны различного рода течений и струй. Изучено сложное течение в виде затопленной струи, образованной сопряжением циркуляционно-продольного (закрученного) потока с массивом воды, имеющим относительную продольную скорость течения. Исследования проводились посредством математического и физического моделирования. Для выполнения лабораторных экспериментов создан испытательный стенд с моделью для получения циркуляционно-продольного потока и потока с продольной скоростью течения, который формировался в гидравлическом лотке. Численный эксперимент проведен в программном комплексе ANSYS (Fluent). Получены поля и распределения скоростей результирующего течения. Сделан выбор в пользу наиболее благоприятного в плане гидродинамического воздействия на береговую инфраструктуру. Дана оценка точности расчетов численным методом на основе сравнения с результатами физического эксперимента.

Об авторах

Генрих Васильевич Орехов

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: orehov_genrih@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6900-2704

доктор технических наук, профессор кафедры гидравлики и гидротехнического строительства

Российская Федерация, 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Леонид Евгеньевич Щесняк

Российский университет дружбы народов

Email: shchesnyak-le@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0001-8075-9487

директор центра аддитивных и порубежных технологий, Институт инновационных инженерных технологий

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Список литературы

  1. Rasskazov LN, Orekhov VG, Aniskin NA. Hydraulic structures (part 1). Moscow: DIA Publ.; 2008. (In Russ.)
  2. Slissky SM. Hydraulic calculations of high-pressure hydraulic structures. Moscow: Energoatomizdat Publ.; 1986. (In Russ.)
  3. Bestuzheva AS. Hydroecology. Part 2. Environmental protection structures of river hydraulic engineering. Moscow: MGSU Publ.; 2017. (In Russ.)
  4. Gurev AP, Hanov NV, Volgin NA. The influence of design factors of the stilling basin on the energy dissipation of the. Prirodoobustrojstvo. 2015;(4):48–51. (In Russ.)
  5. Aubakirova FKh. Dissipation of excess flow energy in spillway structures under various conditions of pools conjugation. Prirodoobustrojstvo. 2015;(1):37–41. (In Russ.)
  6. Prokofev VA, Sudolskii GA. Hybrid simulation of hydrodynamics of hydroelectric power plant spillway structures. Power Technology and Engineering. 2022;55: 714–719. https://doi.org/10.1007/s10749-022-01421-8
  7. Sliva IV, Lapin GG. Accident at the spillway structures of the Oroville hydroelectric complex. Hydrotechnical construction. Gidrotehniceskoe Stroitelʹstvo. 2017;(11):44–51. (In Russ.)
  8. Volshanik VV, Zuikov AL, Orekhov GV, Churin PS. Idling flow through the turbine unit of a mediumor high-pressure HPP (part 1). Gidrotehniceskoe Stroitelʹstvo. 2013;(4):51–56. (In Russ.)
  9. Volshanik VV, Zuikov AL, Orekhov GV, Churin P.S. Idling flow through the turbine unit of a mediumor high-pressure HPP (part 2). Gidrotehniceskoe Stroitelʹstvo. 2013;(5):32–40. (In Russ.)
  10. Akhmetov VK, Volshanik VV, Zuikov AL, Orekhov GV. Modeling and calculation of counter-vortex flows. Moscow: MGSU Publ.; 2012. (In Russ.)
  11. Bryanskaya YuV, Markova IM, Ostyakova AV. Hydraulics of water and suspended flows in rigid and deformable boundaries. Moscow: ASV Publ.; 2009. (In Russ.)
  12. Karelin VYa, Krivchenko GI, Mordasov AP, Volshanik VV, Zuikov AL, Akhmetov VK. Physical and mathematical modeling of hydraulic processes in the study of large hydraulic units for complex purposes. Leningrad: B.E. Vedeneev VNIIG Publ.; 1989. (In Russ.)
  13. Zhang W, Liu M, Zhu DZ, Rajaratnam N. Mean and turbulent bubble velocities in free hydraulic jumps for small to intermediate Froude numbers. Journal of Hydraulic Engineering. 2014;140(11):04014055. https://doi.org/10.1061/(ASCE)HY.1943-7900.0000924
  14. Mahzari М, Schleiss А. Dynamic analysis of anchored concrete linings of plunge pools loaded by high velocity jet impacts issuing from dam spillways. Dam Engineering. 2010;20(4):307–327.
  15. Sobin VM, Ershov AI. Investigation of the structure and hydraulic resistance of turbulent swirling flow in short pipes. Bulletin of the Academy of Sciences of the BSSR. Series: Physical and Energy Sciences. 1972;(3):56–61. (In Russ.)
  16. Sangwha Y. Exact solution of Navier – Stokes equations. International Journal of Advanced Research in Physical Science. 2019;6:39–43.
  17. Vellando P, Puertas J, Bonillo J, Fe J. Finite element solution of the Navier – Stokes equations using a SUPG formulation. Advances in Computational Engineering and Sciences. Tech Science Press; 2000 p. 856–861.
  18. Alam M, Saha S. Normal stress differences and beyond – Navier – Stokes hydrodynamics. The European Physical Journal Conferences. 2017;140:11014. http://doi.org/10.1051/epjconf/201714011014
  19. Ramm AG. Solution of the Navier – Stokes problem. Applied Mathematics Letters. 2019;87:160–164. https://doi.org/10.1016/j.aml.2018.07.034
  20. Willis AP. The open pipe flow Navier – Stokes solver. Software X. 2017;6:124–127. https://doi.org/10.1016/j.softx.2017.05.003
  21. Westerweel J. Advanced experimental methods for turbulent shear flows. Proceedings of the 6th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena. Seoul; 2009. p. 1003–1009. https://doi.org/10.1615/TSFP6.1600
  22. Teresa P, Perez JR, Szasz RZ, Rodriguez MA, Castro F. Numerical modelling of flow pattern for high swirling flow. EPJ Web of Conferences. 2015;92:02059. https://doi.org/10.1051/epjconf/20159202059
  23. Belov IA, Isaev SA. Modeling of turbulent flows. St. Petersburg; 2001. (In Russ.)

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».