ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: СТРОИТЕЛЬСТВО
Строительные материалы и технологии
DOI.org/10.5281/zenodo.1196715
УДК 627.824, 532.531, 532.533
Н.В. Земляная, В.А. Шаланин
ЗЕМЛЯНАЯ НИНА ВИКТОРОВНА – д.т.н., профессор, e-mail: nina-z@list.ru
ШАЛАНИН ВИКТОР АЛЕКСАНДРОВИЧ – старший преподаватель, e-mail: vic_stro_@mail.ru
Кафедра инженерных систем зданий и сооружений Инженерной школы
Дальневосточный федеральный университет
Суханова ул., 8, Владивосток, 690091
Применение принципа минимума кривизны для расчета формы криволинейной водосливной поверхности низконапорных водосбросных сооружений
Аннотация: Описано применение вариационного принципа минимума кривизны для расчета формы криволинейной водосливной поверхности низконапорных водосбросных сооружений на примере падения потока жидкости с вертикального уступа и водослива с широким порогом. Приведены натурный и численный эксперименты с использованием программного комплекса ANSYS. Установление формы водосливной поверхности производилось посредством определения координат нижней части струи падающего потока жидкости. Численный эксперимент проведен для случая свободной и поджатой, подтопленной снизу струи. Проведена проверка достоверности выбранной гипотезы с применением индекса детерминации и критерия Фишера. В рассмотренном диапазоне расходов теоретическая зависимость достаточно точно описывает экспериментальные данные; по результатам всех опытов минимальное значение индекса детерминации 0,975, а минимальное значение критерия Фишера – 515,79.
Ключевые слова: численное моделирование, вычислительная гидродинамика, принцип минимума кривизны, индекс детерминации, низконапорный водосброс, речной гидроузел, водозаборный гидроузел.
Zemljanaja N., Shalanin V.
NINA ZEMLJANAJA, Doctor of Engineering Sciences, Professor, e-mail: nina-z@list.ru
VIKTOR SHALANIN, Senior Lecturer, e-mail: vic_stro_@mail.ru
Department of Engineering Systems of Buildings and Structures, School of Engineering
Far Eastern Federal University
8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690091
Application of the principle of minimum curvature for calculating the shape of the curved spillway surface of low-backwater spillway structures
Abstract: The paper deals with the application of the curvature minimum principle for calculating the shape of the curved spillway surface of low-backwater spillway structures using the example of the descent of the fluid of a stream from a vertical ledge and from broad crest spillway. There were carried out field and numerical experiments using the software complex ANSYS. Determined was the shape of the spillway surface by way of determining the coordinates of the lower part of the descending jet of fluid. The numerical experiment was carried out for a free jet as well as a submerged adherent one. The reliability of the chosen hypothesis was verified with the use of the determination index and the Fisher criterion. In the considered range of flow rate, the theoretical dependence rather well depicts the experimental data. According to the results of all the experiments, the minimum value of the determination index is 0.975, and the minimum value of the Fisher test is 515.79.
Key words: fluent, numerical modeling, computational fluid dynamics, minimum curvature principle, determination index, low-backwater spillway, spillway, river water catchment system.
