Численное моделирование экстремальных климатических воздействий на сооружения (ураганы, смерчи, цунами)

25 Февраля 2014

11:00

Телемост ЦАГИ-ИТПМ СО РАН-СПбГПУ-НИИМ МГУ

Оn-line-трансляция из НИИМ МГУ

ЦАГИ, корп. № 8, конференц-зал

Автор и Докладчик: Дубинский Сергей Иванович (к.т.н.)(МГСУ), sergdubpodlipki@mail.ru

Тезисы доклада «Численное моделирование экстремальных климатических воздействий на сооружения (ураганы, смерчи, цунами)»

Разработана методика расчета необходимых «проектных» параметров экстремальных ветровых воздействий на базе численного решения стационарных и нестационарных трехмерных уравнений гидрогазодинамики (Навье-Стокса в приближении Рейнольдса, модели турбулентности RANS, URANS и DES) с дискретизацией методом конечных объемов, позволяющая адекватно учитывать важные факторы — направления и профиль ветровых потоков, рельеф местности, окружающую застройку. Методика реализованы в форме специализированного программного модуля WINDLOAD/CFX к выбранному, в качестве базового, универсальному программному комплексу ANSYS. Проведена верификация разработанной методики и ее программной реализации на основе сравнения с результатами испытаний моделей в аэродинамических трубах и с данными натурных замеров. Разработанная методика использована для трехмерных расчетов ветровых воздействий для ряда проектируемых и строящихся зданий и сооружений, включая олимпийские объекты. Рассмотрено применение численного моделирования для повышения эффективности испытаний во «вводимой в строй» специализированной аэродинамической трубе МГСУ.

Разработана и апробирована методика «генерации» смерча, как подвижного источника возмущений с нормативно (МАГАТЭ) определенными характеристиками. Демонстрируется воздействие «расчетного» смерча на сооружения гипотетической АЭС и оценочные нелинейные расчеты прочности конструкций.

Демонстрируется применение современных программ МКЭ для оценки скоростей ветра при урагане и смерче по остаточным разрушениям.

Апробировано использование данных краткосрочных «мезомасштабных» метеопрогнозов (COSMO_RU) как начальных и граничных условий при анализе ветровой аэродинамики реальных застроек («downscaling»).

С использованием ANSYS CFD реализована методика расчета гидродинамического нагружения портовых и береговых сооружений с учетом рельефа и батиметрии при заданных характеристиках волны цунами. Методика верифицирована сопоставлением с нагрузками на объект в гидролотке при открытии затвора («dambreak») и другими тестами. Качественно воспроизведены набегание волны и затопление площадки АЭС «Фукусима» при цунами.