Экспериментальное исследование силовых нагрузок на опоры надводной конструкции на основе математической модели волновых процессов
Автор: Проценко Софья Владимировна, Атаян Ася Михайловна, Чистяков Александр Евгеньевич, Никитина Алла Валерьевна, Литвинов Владимир Николаевич, Филина Ална Александровна
Статья в выпуске: 3 т.8, 2019 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена исследованию воздействий волновых процессов на надводные сооружения с помощью математической модели волновых процессов, базирующейся на системе уравнений Навье-Стокса, включающей три уравнения движения в областях с динамически изменяемой геометрией расчетной области. Метод поправки к давлению использовался для дискретизации гидродинамической модели. Разностные схемы, описывающие математическую модель выхода волны на берег, построены на основе интегро-интерполяционного метода с применением схемы с весами. Для решения системы сеточных уравнений использовался адаптивный модифицированный попеременно-треугольный итерационный метод. Практическая значимость численных алгоритмов и реализующего их комплекса программ состоит в возможности их применения при исследовании гидрофизических процессов в прибрежных водных системах, для расчета поля скоростей и давления водного потока, а также оценки гидродинамического воздействия на берегозащитные сооружения и прибрежные конструкции при наличии поверхностных волн.
Волновой процесс, математическая модель, зоны осушения и затопления, надводные конструкции, силовое воздействие, программный комплекс, алгоритм
Короткий адрес: https://sciup.org/147233199
IDR: 147233199 | DOI: 10.14529/cmse190302
Список литературы Экспериментальное исследование силовых нагрузок на опоры надводной конструкции на основе математической модели волновых процессов
- Белоцерковский О.М., Гущин В.А., Щенников В.В. Метод расщепления в применении к решению задач динамики вязкой несжимаемой жидкости // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1975. Т. 15, № 1. С. 197-207.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Алексеенко Е.В. Численная реализация трехмерной модели гидродинамики для мелководных водоемов на супервычислительной системе // Математическое моделирование. 2011. Т. 23, № 3. С. 3-21.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Параллельная реализация трехмерной модели гидродинамики мелководных водоемов на супервычислительной системе // Вычислительные методы и программирование: Новые вычислительные технологии. 2012. Т. 13, С. 290-297.
- Белоцерковский О. М. Турбулентность: новые подходы. М.: Наука, 2003.
- Гущин В.А., Миткин В.В., Рождественская Т.И., Чашечкин Ю.Д. Численное и экспериментальное исследование тонкой структуры течения стратифицированной жидкости вблизи кругового цилиндра // Прикладная механика и техническая физика. 2007. Т. 48, № 1 (281). С. 43-54.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Тимофеева Е.Ф., Шишеня А.В. Математическая модель расчета прибрежных волновых процессов // Математическое моделирование. 2012. Т. 24, №8. С. 32-44.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Фоменко Н.А. Методика построения разностных схем для задачи диффузии-конвекции-реакции, учитывающих степень заполненности контрольных ячеек // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. №4. С 87-96.
- Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1989.
- Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Численные методы решения задач конвекциидиффузии. М.: Эдиториал УРСС, 1999.
- Васильев В.С., Сухинов А.И. Прецизионные двумерные модели мелких водоемов // Математическое моделирование. 2003. Т. 15, № 10. С. 17-34.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Проценко Е.А. Математическое моделирование транспорта наносов в прибрежных водных системах на многопроцессорной вычислительной системе // Вычислительные методы и программирование. 2014. Т. 15. С. 610-620.
- Sukhinov A.I., Chistyakov A.E., Protsenko E.A. Mathematical Modeling of Sediment Transport in the Coastal Zone of Shallow Reservoirs. // Mathematical Models and Computer Simulations, 6:4 (2014), P. 351-363.
- DOI: 10.1134/S2070048214040097
- Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. М.: Наука, 1978.
- Коновалов А.Н. К теории попеременно-треугольного итерационного метода // Сибирский математический журнал. 2002. Т. 43., № 3. С. 552-572.
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Адаптивный модифицированный попеременнотреугольный итерационный метод для решения сеточных уравнений с несамосопряженным оператором // Математическое моделирование. 2012. Т. 24, № 1. С. 3-20.
- Sukhinov А.I., Sukhinov A.A. Reconstruction of 2001 Ecological Disaster in the Azov Sea on the Basis of Precise Hydrophysics Models. Parallel Computational Fluid Dynamics, Multidisciplinary Applications, Proceedings of Parallel CFD 2004 Conference, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, Elsevier, Amsterdam-Berlin-London-New York-Tokyo. 2005. P. 231-238.
- DOI: 10.1016/B978-044452024-1/50030-0
- Alekseenko Е., Roux B., Sukhinov А., Kotarba R., Fougere D. Coastal Hydrodynamics in a Windy Lagoon // Nonlinear Processes in Geophysics. 2013. Vol. 20, No. 2. P. 189- 198.
- DOI: 10.1016/j.compfluid.2013.02.003
- Alekseenko Е., Roux B., Sukhinov А., Kotarba R., Fougere D. Nonlinear Hydrodynamics in a Mediterranean Lagoon // Computational Mathematics and Mathematical Physics. 2017. Vol. 57, No. 6. P. 978-994.
- DOI: 10.5194/npg-20-189-2013
- Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Семенякина А.А., Никитина А.В. Численное моделирование экологического состояния Азовского моря с применением схем повышенного порядка точности на многопроцессорной вычислительной системе // Компьютерные исследования и моделирование. 2016. Т. 8, № 1. С. 151-168.
- Гущин В.А., Семенякина А.А., Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Никитина А.В. Модель транспорта и трансформации биогенных элементов в прибрежной системе и ее численная реализация // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2018. Т. 58, № 8. С. 120-137.
- DOI: 10.31857/S004446690002007-8
