10936

Общеобразовательные учреждения, как правило, имеют довольно обширные придомовые территории (школьные дворы), на которых можно разместить оборудование для отбора теплоты от грунта или подземных вод.

2.Использование устройств трансформации солнечной энергии перспективно в южных районах Российской Федерации (Краснодарский край, Крым и т.д.). Повсеместная установка солнечных коллекторов может позволить решить проблему горячего водоснабжения общеобразовательных учреждений (санузлы, душевые, пищеблок столовой и т.д.).

3.Использование устройств для получения и переработки биогаза перспективно использовать в сельской местности для теплоснабжения и электроснабжения небольших поселков с развитым сельскохозяйственным производством. Минимальная мощность современных применяемых биогазовых установок – 1,5…2,0 МВт, что покрывает все энергетические потребности сельских общеобразовательных учреждений.

4.Использование геотермальных источников энергии, а также устройства для получения энергии океана в нашей стране является бесперспективным ввиду географических особенностей: отсутствие океана, вулканов и т.д.

Применение возобновляемых источников энергии в общеобразовательных учреждениях может позволить повысить их класс экологичности с класса «Е» до класса «D» по стандарту стандарте СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011 [1] «Зеленое строительство».

Литература 1. СТО НОСТРОЙ 2.35.4-2011. Зеленое строительство. Здания жилые

и общественные. Рейтинговая система оценки устойчивости среды обитания. М., 2001. – 58 с.

2.Бодров, М.В. Практикум по возобновляемым источникам энергии и тепловизионному обследованию зданий и сооружений / М.В. Бодров, В.И. Бодров, В.Ю. Кузин, Ж.А. Шевченко. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2015.

–142 с.

3.Соколов, М.М. Использование возобновляемых и нетрадиционных источников энергии / М.М. Соколов. – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2015.

–116 с.

10

К.В. Голубева, Д.А. Кожанов, А.А. Смыков

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ В ННГАСУ (К Х ЮБИЛЕЙНОМУ ФЕСТИВАЛЮ НАУКИ)

Совет молодых учёных ННГАСУ (СМУ ННГАСУ) – это секция Научно-технического совета ННГАСУ, являющаяся объединением активных молодых учёных. СМУ ННГАСУ был создан приказом ректора Е.В. Копосова N 2-од от 22.03.2007 года, в 2020 году СМУ ННГАСУ исполнилось 13 лет. Координация деятельности Совета была возложена на начальника УНИИД Д.В. Монича, контроль за исполнением приказа осуществлял проректор по научной работе – С.В. Соболь.

Рис. 1. Приказ ректора Е.В. Копосова N 2-од от 22.03.2007 года

3а время существования Совета его возглавляли: 2007-2008 Тарарин Андрей Михайлович; 2008-2010 Сулейманов Артур Абдулманафович; 20102015 Голубева Кира Владимировна; 2015-2020 Кожанов Дмитрий Александрович; 2020-н.в. Смыков Александр Анатольевич.

11

Рис. 2. Новый год (2008) молодых учёных ННГАСУ, выступает Д.В. Монич

На данный момент в состав СМУ ННГАСУ входит 17 человек, из них: 1 доктор наук, 6 кандидатов наук, 10 аспирантов и сосискателей.

Основные направления научных исследований учёных СМУ ННГАСУ:

-современные исследования в механике деформируемого твердого тела;

-стандартизация, сертификация, метрология и метрологическое обеспечение;

-экологическое проектирование;

-строительная теплофизика;

-охрана и рациональное использование водных ресурсов;

-психология;

-возобновляемые источники энергии и энергоэффективность зданий и сооружений;

-исследование физико-химических свойств борных оксидных расплавов;

-геоинформационное моделирование трёхмерных топографических поверхностей;

-архитектурное формирование городских пешеходных пространств;

-сейсмостойкое строительство;

-теория колебаний механических систем и многое другое.

Рис. 3. СМУ ННГАСУ в 2017 году

12

На регулярной основе СМУ ННГАСУ проводит ряд ключевых, для вуза и региона, мероприятий, таких как:

-Всероссийский фестиваль науки «NAUKA 0+», проводится с 2010 года (2010 г. – более 50 участников, 2019 г. – более 1500 участников), сборник трудов состоит из 2-х томов по 500+ страниц и индексируется в РИНЦ.

-Центр инновационных проектов «StartUP ННГАСУ», более 200 участников конкурса проектов в ННГАСУ, за несколько лет существолвания проект стал региональным этапом грантового конкурса «УМНИК», победители внутривузовского конкурса попадают в финал и умею шанс выиграть грант в 500 тыс. руб.

-Великие реки Секция №10 «Молодежные экологические инициативы», 2014 г. – более 30 участников, 2015 г. – более 40 участников, 2016 г. – 56 участников, 2017 г. – 94 участника (добавились «школьники»), 2018 г. – 98 участников (добавились «школьники»).

-Международная научно-практическая конференция «Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий» (под руководством декана ФИЭСиС, Ж.А. Шевченко), 2018 г. – более 200 участников, 2019 г. – более 300 участников.

Рис. 4. СМУ ННГАСУ на Всероссийском Фестивале науки

Текущие задачи СМУ ННГАСУ:

-Международная научно-практическая конференция «Экологическая безопасность и устойчивое развитие урбанизированных территорий»;

-секция №10 (Великие реки) «Молодежные экологические инициативы»;

-конкурс инновационных проектов «StartUP ННГАСУ»;

-проведение организационных работ по реновации городского и областного СМУ;

-методическая работа, направленная на повышение публикационной активности молодых ученых;

13

-методическая и организационная поддержка научной деятельности молодых ученых;

-участие в конкурсе грантов Президента РФ;

-Всероссийский ежегодный Фестиваль науки NAUKA 0+ и др.

Литература

1.Совет молодых учёных ННГАСУ [Электронный ресурс] : [сайт]. –

Режим доступа: http://www.nngasu.ru/science/SMU/.

2.Положение о СМУ ННГАСУ [Электронный ресурс]: [сайт]. –

Режим доступа: http://www.nngasu.ru/Abitur/polozhenie_o_smu.pdf.

3.Новости ННГАСУ [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: http://www.nngasu.ru/content/news/index.php.

П.А. Хазов, А.М. Анущенко, Ю.Д. Щелокова, А.М. Гордеевцева

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», г. Нижний Новгород, Россия

АЭРОДИНАМИКА БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫХ ЗДАНИЙ: ЧИСЛЕННАЯ; ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ; НОРМАТИВНАЯ

Аэродинамика зданий и сооружений является самостоятельной областью научных и прикладных исследований, направленных не только на получение достоверных и полных данных для проектирования, но и на совершенствование методик расчета строительных конструкций. Ветровые воздействия оказывают влияние на прочностные характеристики и накопление повреждений в несущих элементах зданий и сооружений, вызывают их колебания, могут приводить к резонансным явлениям и проявлению динамической неустойчивости.

В настоящее время даётся указание для всех случаев, отличных от нормативных, осуществлять определение аэродинамических коэффициентов по результатам физического (экспериментального) или математического (численного) моделирования.

Математическое моделирование выполняется в программных комплексах, реализующих CFD-технологии математического моделирования: FLUENT, FLOW3D, ANSYS-CFX, STAR-CD, VP2/3. Работа данных программ основана на численных методах решения систем уравнений, выражающих законы механики сплошной среды.

Объектом исследования является проектируемое спортивное здание велодрома (рис. 1).

14

а

б

Рис. 1. Проектируемое здание: а – главный разрез, б – расчетная схема (1, 2 – изучаемые направления ветровых потоков)

Ветровая нагрузка на подобное покрытие может быть определена с помощью аэродинамических испытаний. На рис. 2 представлена принципиальная схема экспериментальной установки.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки

Помимо экспериментального исследования, может проводиться аналитическое исследование распределения давлений по поверхности покрытия с использованием уравнений Навье-Стокса [1], описывающих

где – оператор набла, ∆ – векторный оператор Лапласа, t – время, v

–коэффициент кинематической вязкости, ρ – плотность, p – давление, v(v1

–vn) – векторное поле скорости, f – векторное поле массовых сил.

Несмотря на компактность записи уравнения (1), на данный момент не найдено его точного решения, что приводит к необходимости использования численных методов.

Целью данного исследования является численное моделирование процесса обтекания изучаемого сооружения ветровым потоком, а также сравнение его результатов с результатами экспериментов. Для этого была создана пространственная твердотельная конечно-элементная модель в программно-вычислительном комплексе ANSYS [2, 3].

Численное моделирование выполнено с использованием рабочей среды программного обеспечения ANSYS Workbench и модуля вычислительной гидрогазодинамики ANSYS CFX (лицензия ANSYS CustomerNumber: 1051709).

Аэродинамическое течение моделировалось в области пространства, размеры выбраны относительно величины максимального пролета проектируемого здания

Нmax: А ≥ 5Нmax, B ≥ 5Нmax, C ≥ 15Нmax, D ≥ 6Нmax (рис. 3). Принимается,

что внешние граничные условия области течения не влияют на результаты определения аэродинамических характеристик вблизи поверхности здания.

Построение расчетной сетки для метода контрольных объемов осуществлялось в сеточном препроцессоре ANSYS Meshing. Для корректного воспроизведения течения в настройках сеточного генератора задавалось сгущение элементов сетки к поверхности здания. Общее число контрольных объемов пространственной сетки в результате генерации составило 5,2×106. В препроцессоре ANSYS CFX созданы граничные условия втекания и истечения воздуха из расчетной области. Поверхности здания присвоено граничное условие непротекания Wall, при котором на поверхности составляющая скорости по нормали равна нулю, а вязкое трение отсутствует.

Рис. 3. Схема к определению параметров расчетной области

16

На рис. 4, 5 представлены результаты численного моделирования распределения давлений по поверхности сооружения при различных направлениях ветрового потока (направления 1, 2 показаны на рис. 4б), а также их сравнения с экспериментальными данными

Рис. 4. Изополя распределения ветровой нагрузки по большепролетному покрытию велодрома (направление 1, рис. 1б): а – результаты физического

моделирования, Па; б – результаты численного моделирования, Па

17

а

б

Рис. 5. Изополя распределения ветровой нагрузки по большепролетному покрытию велодрома (направление 2, рис. 1б): а – результаты физического

моделирования, Па; б – результаты численного моделирования, Па

Оба метода моделирования требуют дополнительных затрат при осуществлении проектных работ, в связи с чем перед инженерами на стадии эскизного проектирования уникальных зданий и сооружений встает вопрос о возможности применения существующих нормативных методик для предварительной оценки возможных ветровых воздействий.

Для применения нормативных методик для определения ветровой нагрузки для большепролетного здания ангара для двух самолётов Airbus А-380 в городе Москве может быть использована схема двухскатного здания.

Рис. 6. Большепролетное здание ангара для двух самолётов Airbus А-380 в городе Москве

18

Рис. 7. Схема двухскатного здания для нормативной методики

Далее были проведены экспериментальные испытания в аэродинамической трубе с использованием реальной модели.

а.

б

Рис. 8. Экспериментальные испытания в аэродинамической трубе: а. - модель, б. - результаты.

Численные исследования в ПВК ANSYS позволили увидеть следующие результаты:

19