Теорія та методи прогнозування розмивів в зоні впливу мостових переходів
Характеристика головних методів розрахунку транспорту наносів в зоні впливу мостових переходів та розмивів в руслах і на заплавах. Особливість визначення математичних моделей, на основі теорії неоднорідних потоків для зависенесної товщі руслового потоку.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.09.2015 |
| Размер файла | 77,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
05.22.11 - автомобільні шляхи та аеродроми
УДК 627.15
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук
ТЕОРІЯ ТА МЕТОДИ ПРОГНОЗУВАННЯ РОЗМИВІВ В ЗОНІ ВПЛИВУ МОСТОВИХ ПЕРЕХОДІВ
СЛАВІНСЬКА ОЛЕНА
СЕРГІЇВНА
Київ - 2009
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана на кафедрі будівництва та експлуатації доріг Національного транспортного університету Міністерства освіти та науки України
Науковий консультант:
Доктор технічних наук, професор
Савенко Вячеслав
Якович,
Національний транспортний університет, завідуючий кафедрою будівництва та експлуатації доріг, м. Київ
Офіційні опоненти:
Доктор технічних наук, професор Філіппов Володимир Володимирович,
Харківський національний автомобільно-дорожній університет, професор кафедри будівництва та експлуатації автомобільних доріг, м. Харків
Доктор технічних наук, професор Ткачук Сергій Григорович, Національний транспортний університет, завідуючий кафедрою мостів та тунелів, м. Київ
Доктор технічних наук, професор, Хлапук Микола Миколайович,
Національний університет водного господарства та природокористування, завідуючий кафедрою гідротехнічних споруд, м. Рівне
Захист відбудеться „ 20 ” листопада 2009 р. о 10 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.059.02 у Національному транспортному університеті за адресою 01010, м. Київ, вул. Суворова 1, ауд. 333.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.
Автореферат розісланий „16” жовтня 2009 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат технічних наук, доцент В.І. Каськів.
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Підтвердженням актуальності теми служить аналіз руйнувань мостових переходів при проходженні високих повеней, коли основною причиною аварій є утворення деформацій річища, які досягали критичних розмірів, розмиви проміжних опор та стоянів. Найбільшої шкоди від цього стихійного лиха зазнають гірські та передгірські райони Карпат, Полісся, придунайські та придніпровські землі. Особливо руйнівними були катастрофічні паводки у 1941, 1969, 1970, 1974, 2001 та 2008 роках. Так, паводок у 2008 році в шести західних областях України, призвів до пошкоджень понад 70 мостових переходів та до руйнування 39 мостів.
Створення штучно стиснених зон, за рахунок будівництва споруд мостових переходів, суттєво ускладнює процеси руслоформування в зоні впливу цих споруд. Розв'язування цієї проблеми пов'язано із загальною теорією руслового процесу і полягає в обов'язковій необхідності врахування взаємодії потоку з еродованим річищем. Розвиток загальних та місцевих розмивів, у зоні впливу мостових переходів, суттєво залежить від одночасного впливу таких процесів, як: нерівномірність розподілу швидкісного поля по ширині та довжині потоку; наявність значних водоворотних областей; неусталений рух водного середовища і річкових структур; переформування руслових та заплавних форм в процесі деформацій.
Аналіз лабораторних, натурних та методологічних досліджень в області проектування мостових переходів свідчить про те, що процеси деформацій безпосередньо пов'язані з рухом руслоутворюючих наносів у вигляді переміщення дискретних руслових форм, яке суттєво відстає від руху водного середовища.
Існуючі аналітичні та чисельні методи розрахунку розмивів на мостових переходах базуються на теорії однорідних потоків (яка не враховує вміст часток наносів з відмінною від води густиною), що не дозволяє обґрунтовано описати і оцінити процеси переміщення та переформування донних структур, як основної частини витрати руслоутворюючих наносів.
Для заплавних ділянок не запропоновано математичних моделей, які дозволяють враховувати особливості цих ділянок, стосовно розподілу рослинності та намулу. Існуючі моделі дають можливість визначити розподіл середньої по вертикалі швидкості над шаром рослинності однорідних потоків з урахуванням коефіцієнта гідравлічної шорсткості, що в кінцевому результаті не дозволяє визначити реальний розподіл швидкісної структури та деформацій на заплавах.
Вище розглянуті обставини висувають нову, актуальну наукову проблему прогнозування розмивів в зоні впливу мостових переходів на основі теорії неоднорідних потоків (врахування вмісту часток наносів з густиною, відмінною від води). Така методологія дозволить описати механізм та розробити методи розрахунку транспорту, окремо як донних, так і зважених наносів з урахуванням розвитку та переформування руслових структур. Особливість такого підходу полягає в можливості детального врахування: впливу турбулентного водного середовища на придонний шар, в якому переважно відбувається транспорт наносів; наявності зон з рослинністю та їх впливу на гідродинамічну структуру заплавних потоків.
Використання запропонованої теорії, до розв'язування задач проектування мостових переходів, дасть можливість більш обґрунтовано визначати величини загальних та місцевих розмивів, які є визначальними при призначенні генеральних розмірів мостів, що в кінцевому результаті підвищує надійність та довговічність цих споруд.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основні дослідження теоретичного та прикладного характеру виконані згідно з тематикою науково-дослідних робіт, що виконувались кафедрою будівництва та експлуатації доріг Національного транспортного університету: „Удосконалення принципів і методів врахування регіональних, гідрогеологічних та гідравлічних умов і підвищення на їх основі ефективності і якості проектування, будівництва та експлуатації доріг” (2000 р., номер держ. реєстрації 0100U003716); „Розробити математичну модель та методи чисельної реалізації внутрішніх течій відкритих штучно стиснутих потоків з урахуванням анізотропії турбулентності” (2002 р., держбюджетна тема № 17, номер держ. реєстрації 0102U002751); „Розробити рекомендації до розрахунку місцевих розмивів дна та берегів біля річкових гідротехнічних споруд” (2002 р., договір № 202, номер держ. реєстрації 0103U006694); „Розробити методику прогнозування розвитку загальних руслових деформацій біля струмененапрямних дамб та мостових переходів та рекомендації по усуненню цих деформацій” (2003 р., договір № 3-03, номер держ. реєстрації 0103U006695); „Удосконалення технологій проектування, будівництва та експлуатації доріг з урахуванням екологічних заходів покращення стану довкілля” (2004 р., номер держ. реєстрації 0104U003336); „Розробка моделей та методів розрахунку переносу забруднюючих речовин в ближній зоні викиду у відкритий потік” (2005 р., держбюджетна тема № 37, номер держ. реєстрації 0105U000661); „Методи прогнозування загальних деформацій в зоні впливу мостових переходів на основі моделей неоднорідних потоків” (2008 р., держбюджетна тема № 64, номер держ. реєстрації 0108U001422); „Удосконалення технології проектування, будівництва та експлуатації дорожніх конструкцій та штучних споруд із застосуванням сучасних моделей, матеріалів та виробів” (2009 р., номер держ. реєстрації 0109U000646).
Мета та задачі дослідження.
Мета роботи полягає в розробленні теорії та методів прогнозування загальних і місцевих розмивів в зоні впливу мостових переходів на основі положень механіки неоднорідних середовищ, які дозволять підвищити довговічність та надійність споруд, визначити необхідні запаси при призначенні їх генеральних розмірів.
Для досягнення мети роботи необхідно вирішити наступні задачі:
- провести аналіз існуючих експериментальних і натурних досліджень, методів розрахунку транспорту наносів в зоні впливу мостових переходів та розмивів в руслах і на заплавах, обґрунтувати методологію досліджень;
- проаналізувати та визначити силові фактори, які обумовлюють: міжфазову взаємодію, яка враховує опір руху часток наносів, підйомну та обертальну сили в процесі сальтації часток; їх контактну взаємодію з дном; опір при обтіканні мостових опор та рослинності на заплавних ділянках;
- розробити математичні моделі, на основі теорії неоднорідних потоків, для зависенесної товщі руслового потоку з дотриманням узгодженості з полем тиску та пристосуванням відповідної замикаючої моделі турбулентності;
- розробити математичні моделі для двофазної придонної зони руслових ділянок мостових переходів з врахуванням особливостей при формулюванні замикаючих рівнянь та оцінки впливу на цю область зависенесної товщі потоку;
- розробити математичні моделі зависенесного потоку з трав'яною рослинністю та пристосувати до цих умов замикаючі моделі, для оцінки впливу заплавного потоку на споруди мостового переходу;
- розробити методи розрахунку загальних та місцевих розмивів в зоні впливу мостових переходів з формулюванням початкових та межових умов;
- розробити інженерні методики прогнозування розвитку загальних та місцевих деформацій в зоні впливу мостових переходів із затвердженням їх на галузевому рівні.
Об'єкт дослідження: процеси деформацій в зоні впливу мостових переходів.
Предмет дослідження: методи прогнозування процесів деформацій мостових переходів.
Методи досліджень: використання теорії механіки суцільного середовища та неоднорідних потоків, методи математичного моделювання, методи чисельного моделювання для обробки результатів експериментальних досліджень та для підтвердження адекватності запропонованих математичних моделей.
Наукова новизна.
- вперше отримано модельні форми рівнянь для зависенесної товщі руслового потоку та заплавних ділянок з врахуванням сил опору мостових опор і рослинності на основі загального рівняння переносу теорії неоднорідних потоків та запропонованих для цих умов замикаючих моделей турбулентності;
- запропоновано систему рівнянь для придонної області руслових ділянок мостових переходів, яка окремо описує рух дисперсної фази (часток наносів) і несного середовища (водного потоку) в рамках моделі взаємодіючих континуумів, з урахуванням впливу твердих часток на турбулентну структуру потоку та їх контактної взаємодії з дном;
- розроблено методи розрахунку загальних та місцевих розмивів підмостових русел на основі запропонованих математичних моделей для зависенесної товщі потоку, придонної області, заплавних ділянок.
Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблені методи розрахунку дозволяють: підвищити науково-інженерний рівень розв'язування народногосподарської задачі взаємодії відкритих водних потоків із гідротехнічними об'єктами; більш обґрунтовано призначати необхідні запаси для планових та висотних розмірів споруд мостових переходів, глибини закладання фундаментів опор мостів; підвищити надійність та довговічність споруд мостових переходів; замінити тривалі, ускладнені натурні і експериментальні дослідження ефективним математичним моделюванням; проводити багатофакторні чисельні експерименти з прогнозуванням розвитку деформацій в річкових потоках в реальному масштабі часу.
Розроблені та впроваджені на галузевому рівні, в організаціях, які входять у сферу управління Державної служби автомобільних доріг України (УКРавтодор), інженерні методики прогнозування розвитку загальних (МРР 218-02070915-410-2004) та місцевих (МРР 218-02070915-231-2003) деформацій на ділянках річок в зоні впливу мостових переходів.
На замовлення проектного інституту Укрдіпродор було виконано прогноз деформацій на реальних мостових переходах:
- через р. Горинь біля с. Ремчиці на автомобільній дорозі Городище - Рівне - Староконстянтинів, км 50+589, Рівненська область;
- через р. Ірпінь на автомобільній дорозі Київ - Ірпінь між с. Новосілки та с. Княжичі, Київська область.
Результати дисертаційної роботи були використані в навчально-методичних комплексах дисциплін „Проектування автомобільних доріг”, для студентів спеціальності „Автомобільні дороги та аеродроми” та „Розвідування і проектування мостових переходів і тунельних пересічень”, для студентів спеціальності „Мости та транспортні тунелі”, при формуванні програм лекційних занять і в дипломному проектуванні.
Особистий внесок здобувача в отриманні наукових результатів, викладених у дисертаційній роботі, полягає в:
- розробці модельної форми рівнянь для основної товщі відкритого зависенесного потоку при дотриманні узгодженості з полем тиску;
- розробці системи рівнянь для дисперсної фази (часток наносів) та несного середовища, з урахуванням впливу часток на турбулентну структуру потоку та контактної взаємодії з дном, для придонної області відкритого потоку;
- розробці рівняння зависенесного потоку з трав'яною рослинністю для заплавних ділянок в зоні впливу мостових переходів;
- розробці комплексу замикаючих моделей турбулентності, які враховують вплив інерційних часток наносів на стан водного середовища в основній товщі потоку, в придонній області та на заплавних ділянках;
- розробці ефективного методу реалізації запропонованих математичних моделей на підставі сучасних обчислювальних методів з використанням удосконалених чисельних алгоритмів;
- проведенні чисельного моделювання, за результатами експериментальних досліджень, для встановлення закономірностей зміни анізотропного стану турбулентних потоків в зоні впливу мостових переходів.
В монографії [1] здобувачем написано розділ 2-й - математична модель механізму внутрішніх течій; розділ 3-й - розробка методів реалізації запропонованих математичних моделей; розділ 4-й, п. 4.2. - аналіз анізотропного стану відкритого турбулентного потоку за результатами чисельного експерименту.
Здобувачем в роботах, надрукованих у фахових виданнях: [1, 12, 14] запропоновано замикаючу модель турбулентності до системи тривимірних нестаціонарних рівнянь, що описують процеси динаміки та переносу домішок в ближній зоні струменевих викидів в рівнинні річки; [13] - запропоновано замикаючу модель турбулентності до системи рівнянь, що описують процеси динаміки та переносу забруднюючих субстанцій в плані річкового потоку; [3] проаналізовано існуючі методи розрахунку місцевих деформацій біля мостових опор; [4] - проаналізовано особливості звальних течій на криволінійних ділянках передгірських річок, прийнято участь в обробці експериментальних досліджень; [5] представлено методику розрахунку розмивів біля дамб мостових переходів, оброблено результати чисельного експерименту; [11] представлено сучасні моделі, методи проектування штучних споруд на автомобільних дорогах; [17] представлено у вигляді алгоритму методику розрахунку загальних руслових деформацій в потоках з пасмовою структурою дна.
Здобувачем в методиках, впроваджених на галузевому рівні розроблено: [1] - розділ 5-й, методику розрахунку розмивів біля дамб мостових переходів, розділ 6-й, п. 6.1.- 6.2, 6.4, спрощену методику розрахунку розмивів біля мостових опор, [2] - розділ 3-й, методику розрахунку загальних руслових деформацій біля струмененапрямних дамб та мостових переходів; в додатку А, п. А.2.2 - А.2.3 наведено умови роботи геотекстильних кріплень.
Здобувачем у збірниках доповідей, тез конференцій і семінарів: [1, 2] - сформульовано початкові умови та запропоновано методи реалізації математичних моделей, що описують процеси динаміки та переносу домішок в ближній зоні струменевих викидів в рівнинні річки; [3, 5] - запропоновано методику та алгоритм розрахунку загальних руслових деформацій біля струмененапрямних дамб мостових переходів; [6] - представлено результати чисельного моделювання девіатора тензора турбулентних напружень, яке дозволило описати анізотропний стан відкритих потоків; [7, 11] - запропоновано замикаючу модифіковану модель турбулентності до системи рівнянь переносу домішок в ближній зоні струменевих викидів у річкові потоки.
Обґрунтованість та достовірність отриманих в роботі результатів: підтверджується застосуванням фізично обґрунтованих (на основі експериментальних даних) математичних моделей, коректною постановкою межових умов, чітким математичним описом чисельних алгоритмів, співставленням чисельних розрахунків з результатами теоретичних та експериментальних досліджень інших авторів, апробацією результатів роботи на різних рівнях.
Апробація результатів роботи. Результати роботи доповідались і обговорювалися на: щорічних (59 - 65) наукових конференціях професорсько-викладацького складу, аспірантів, студентів та структурних підрозділів Національного транспортного університету (2003 - 2009 р.); ІІІ Міжнародній конференції „Прогресивна техніка і технологія - 2002”, НТУ Украины “КПИ”, СНУЯЕіП, 24 - 28 червня 2002 р., Київ - Севастополь;Международной научно-практической конференции „Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство, архитектура”, Омск, СибАДИ. 2003 р.; Міжнародній конференції “Flow and Transport Processes in Complex Obstructed Geometries: from cities and vegetative canopies to industrial problems”, NATO ASI, Institute of Hydromechanics UNAS, May 4 - 5, 2004, Kyiv, Ukraine; IX Міжнародній науково-практичній конференції “Гідроаеромеханіка в інженерній практиці”, НТУ України “КПІ”, НДІ Прикладних проблем гідроаеродинаміки та теплообміну, Механіко-машинобудівельний інститут НТУУ “КПІ”, 2 - 5 червня 2004 р. в м. Києві; на науковому семінарі молодих вчених та аспірантів “Сучасні технології та матеріали для будівництва та експлуатації доріг”, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, 23 - 24 вересня, 2004р.; Міжнародній науково-технічній конференції, яка присвячена 60-річчю Національного транспортного університету “Сучасні проблеми та перспективи розвитку дорожньо-будівельного комплексу України”, 30 вересня - 1 жовтня 2004 р, м. Київ; X Юбилейной международной научно-практической конференции “Гидроаэромеханика в инженерной практике”, НТУ Украины “КПИ”, НИИ Прикладных проблем гидроаэродинамики и теплообмена, Механико-машиностроительный институт НТУУ “КПИ”, Донбасская государственная машиностроительная академия, 23 - 26 мая 2005 г. в г. Краматорске; Международной научно-технической конференции „Реконструкция Санкт - Петербурга”, 19-21 октября 2005г., г. Санкт-Петербург; Науково-практичній конференції ІІІ Міжнародного водного форуму „АКВА УКРАЇНА - 2005”, 4 - 7 жовтня 2005 р., м. Київ; ІX Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених „Екологія. Людина. Суспільство”, НТУУ”КПІ”, 17 - 19 травня 2006 р.; XІ Международной научно-практической конференции “Гидроаэромеханика в инженерной практике”, НТУ Украины “КПИ”, НИИ Прикладных проблем гидроаэродинамики и теплообмена, Механико-машиностроительный институт НТУУ “КПИ”, 22 - 26 мая 2006 г., Київ; Міжнародній науково-практичній конференції „Проблеми водного господарства: проектування дослідження, будівництво та експлуатація гідротехнічних споруд для гідроенергетики, меліорації та водопостачання”, Національний університет водного господарства та природокористування, 25 - 26 травня 2006 р., м. Рівне; Шостому засіданні Українського міжгалузевого науково-практичного семінару „Сучасні проблеми проектування, будівництва та експлуатації споруд на шляхах сполучення”, НТУ, 26 - 28 червня 2006 р., м. Київ; VІІ Міжнародній конференції „Прогресивна техніка і технологія - 2006”, НТУ Украины “КПИ”, СНУЯЕіП, 27-30 червня 2006 р., Київ - Севастополь; Международной научно-технической конференции „Современные технологии и материалы в дорожном хозяйстве”, Харьков, 15-17 листопада 2006 р.; Міжнародній конференції молодих фахівців „Молоді вчені - автомобільним дорогам XXI століття”, НТУ, 29 - 30 травня, 2007 р., Київ; Міжнародній конференції ДерждорНДІ ім. М.П. Шульгіна „Сучасні проблеми проектування, будівництва та експлуатації споруд на шляхах сполучення”, 21 - 23 червня, 2007 р., м. Київ.
Публікації. По темі дисертації опубліковано 44 наукові праці із них: 1 монографія; 26 статей в спеціалізованих виданнях, з них 17 - одноосібних; 2 - методики, впроваджені на галузевому рівні; 15 - в матеріалах конференцій, з них 8 - одноосібних.
Структура й обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, та 5 додатків. Робота містить 280 сторінок основного тексту, на яких 34 рисунки і 5 таблиць, список використаних джерел із 245 найменувань.
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано доцільність та актуальність теми дисертаційної роботи, її зв'язок з науковими програмами, сформульовані мета та задачі дослідження, наукова новизна та практичне значення. У вступі також розкривається особистий внесок автора, питання апробації результатів, публікації, загальний обсяг і структура роботи.
У першому розділі наведено короткий аналіз і огляд методів розрахунку деформацій в зоні впливу мостових переходів Для вирішення цієї задачі у вітчизняній і закордонній літературі запропонований цілий ряд методів, які розрізняються методологічним підходом до вирішення проблеми і повнотою врахування різних факторів, що визначають інтенсивність руслових деформацій. Ці методи прийнято умовно поділяти на гідролого-морфометричні і гідромеханічні.
При розробці методів гідролого-морфометричного напрямку розглядається інтегральний ефект взаємодії потоку і поверхні русла, розрахунок якого проводиться за залежностями, отриманими на підставі натурних спостережень. Морфометричні методи прогнозу руслових деформацій для різних географічних регіонів висвітлені в роботах Н.А. Белелюбського, А.А. Каншина, М.Ф. Срібного, Є.В. Болдакова, А.М. Латишенкова, Ю.В. Абрамова, Л.Л. Ліштвана, И.И. Херхеулідзе та ін.
Існуючі гідролого-морфометричні методи розрахунку загального розмиву:
- засновані на узагальненні природних кількісних закономірностей процесу та, відповідно, оперують тільки значеннями середніх геометричних і гідравлічних характеристик потоку;
- проводять розрахунок загальних деформацій переважно в одномірних моделях, а це значним чином схематизує всі явища і процеси, що відбуваються в зоні впливу мостових переходів;
- застосовують для всього підмостового перетину єдину розрахункову швидкість, що механічно поєднує генетично несхожі руслову і заплавну ділянки;
- припускають, що розподіл швидкостей і питомих витрат у стиснутих перетинах підкоряється законам рівномірного руху та не враховують різко несталий характер течії.
Методи гідромеханічного напрямку ґрунтуються на розгляді механізму взаємодії товщі водного потоку з руслом і зводяться до спільного розв'язання системи рівнянь переносу, нерозривності і балансу наносів. Для замикання цієї системи використовуються певні співвідношення для розрахунку витрати наносів, нерозмивних швидкостей потоку та пульсаційних характеристик, що дає можливість більш об'єктивно оцінити ступінь впливу на процес розмиву багатьох факторів. У розробку та розвиток даного методу розрахунку внесли великий вклад такі вчені, як О.В. Андрєєв, О.О. Рассказов , Г.А. Федотов, В.Ф. Гриніч, С.Г. Ткачук, В.Я. Савенко.
Але методи гідромеханічного напрямку:
- переважно пристосовані для визначення динамічних характеристик несного середовища (товщі руслового потоку), як однорідного, без врахування анізотропних властивостей його турбулентної структури;
- ґрунтуються на теоріях, які не враховують різниці між змішуванням рідин і рідини із зависсю та не дозволяють описати примежові шари, де відбувається основний процес транспорту наносів.
Розрахунок глибин місцевих розмивів переважно проводиться за емпіричними формулами, які дають кінцеві значення стабілізованих глибин розмиву з врахуванням геометричних параметрів споруди, умов руху потоку, що набігає, і переносу ним транзитних наносів. Але емпіричні формули, які засновані на експериментальних даних, дають задовільні результати лише в тих випадках, коли область їх використання аналогічна умовам їх отримання.
Існуючі схеми для заплавних ділянок або потоків з рослинністю дають можливість визначити розподіл середньої швидкості в плані, над шаром рослин, з урахуванням коефіцієнта гідравлічної шорсткості заплави.
Дослідження руслових потоків, як двофазних, з врахуванням донної структури, мають переважно експериментальний характер, представлені в роботах Н.А. Михайлової, Н.С. Знаменської, В.В. Романовського, Б.Ф. Сніщенка, М.М. Грішина, І.К. Нікітіна та ін. І.К. Нікітіним було введене нове поняття - придонний шар, який поєднує різні за своїм характером течії в гладкому й шорсткуватому руслах та дозволяє знайти загальні для них закономірності.
На основі результатів лабораторного та чисельного експериментів, автором був проведений аналіз динамічної структури нерозмивної та розмивної моделей руслового потоку з мостовим переходом, в зоні впливу якого розвиток вихрових структур, як в основній товщі потоку, так і в придонній області, суттєво впливає на його транспортуючу здатність.
Таким чином, актуальною стає необхідність узагальнити результати існуючих теоретичних та експериментальних досліджень і розробити методологію, яка дозволить описати та визначати зміни донних рельєфів річок, що безпосередньо впливають на роботу мостових переходів, та надалі обумовлюють складні умови їх експлуатації.
Розділ другий. Явище прилипання рідини до поверхонь твердих частинок, які занурені в неї, дозволяє розглядати зависенесний потік, що заповнює певну область простору, як неоднорідне суцільне середовище. Основна його відмінність від однорідного середовища полягає в наявності межі розділу фаз, є розривною поверхнею. За фізичну характеристику стану цього середовища доцільно приймати густину неоднорідного середовища як суму густин окремих його складових. Якщо ж розглядати рідку або тверду фазу окремо, то вони не заповнять повністю весь об'єм, зайнятий зависенесним потоком, і, по відношенню до нього, не є суцільним середовищем. Отже, гідродинамічні характеристики фаз - це розривні функції координат і часу, які не можуть бути продиференційовані в рамках класичного математичного аналізу, що створює певні труднощі при складанні диференціальних рівнянь руху фаз методами механіки однорідного суцільного середовища.
При складанні усереднених рівнянь для зависенесного потоку середні значення гідродинамічних характеристик фаз визначають або при послідовному усереднені в просторі і часі, або при одинарному просторово-часовому усередненні. В основі визначень названих концепцій лежить той факт, що на стадії усереднювання відносно турбулентних рухів твердої або рідкої фази її миттєві характеристики є безперервними функціями координат і часу при послідовному усереднюванні по простору і часу, і розривними функціями при поодинокому просторово-часовому усереднюванні. Основна відмінність між усередненими рівняннями, складеними в рамках безперервної і дискретної концепцій, полягає в тому, що в першому випадку вони містять моменти кореляції пульсацій об'ємної концентрації і швидкостей фаз, тоді як в другому випадку ці моменти в явному вигляді відсутні. На відміну від усереднених швидкостей, характерних для дискретної концепції, усереднені швидкості в безперервній концепції визначаються не всією сукупністю гідродинамічних процесів, що відбуваються в зависенесному потоці, і в цьому сенсі вони є фіктивними швидкостями, які не піддаються прямому виміру. При розгляданні течій у неоднорідних потоках прийнято користуватися процедурою усереднення з ваговою функцією (густиною), де змінна величина також розкладається на усереднену та пульсаційну:
При цьому усередненні величини визначають як:
Усередненні за часом пульсації (з двома штрихами ) у загальному випадку відмінні від нуля, якщо тільки . Насправді, можна показати, що . Але середнє за часом від добутку пульсації і густини дорівнює виразу:
Вираз (3) обґрунтовується шляхом розкладання та використовуючи визначення . Слід відмітити, що такий підхід застосовується для усереднення тільки компонентів, які містять складові швидкостей. Густина і тиск усереднюються звичайним послідовним способом в просторі, потім у часі.
На підставі аналізу існуючих експериментальних та теоретичних досліджень, розглянуто складну структуру течії в руслових потоках, яка обумовлена рухом часток наносів в умовах пасмового дна, що є найбільш характерним і узагальненим для руслових процесів. Найбільш загальним рухом часток наносів вважається сальтаційний, а тягнення та зависання розглядаються як межовий випадок сальтації по довжині стрибка, яка може змінюватись від 0 до ?. Частки, що рухаються стрибкоподібно, активно беруть участь у формуванні транспорту донних наносів та полів мутності. Стрибкоподібний рух наносів обмежений шаром з максимальною товщиною 2 - 10 діаметрів часток.
Рис. 1. Схема пасмового переміщення наносів: І зона - обмін часток між потоком та дном збалансований або відсутній , ІІ зона - найбільш інтенсивна взаємодія часток з потоком , ІІІ зона - акумуляція , де приріст твердої витрати.
На частку (рис. 1), яка рухається стрибкоподібно, діють наступні сили: сила приєднаних мас; сила тяжіння FG; сила опору FD, яка напрямлена протилежно від напрямку швидкості частки відносно потоку Ur; гідродинамічна сила рідини, яка має дві складові - підйомну силу (поступальну) FL, та обертальну Fщ, нормальну до сили опору FD. На висхідній частині траєкторії вертикальна компонента сили опору рідини FD та гравітаційна сила FG напрямлені донизу, на нисхідній частині - їх напрямки протилежні. На рух частки можуть впливати не тільки гравітаційні сили, але й миттєві турбулентні імпульси, напрямлені переважно догори. Коли має місце удар частки об поверхню дна, може виникати явище відскакування від неї.
Сила приєднаних мас. У процесі руху частки в потоці, об'єм рідини, який нею витісняється, переміщується у зворотному напрямку, обтікає частку та заміщує звільнене нею місце. Безпосередньо до частки приєднується маса рідини, яка рухається разом з нею. Таким чином, на кожну з часток впливає, так звана, інерційна сила, що характеризує прискорення приєднаної маси частки відносно оточуючої рідини. Врахування сили приєднаних мас викликає певні складності при моделюванні рівнянь переносу. Тому на основі припущення, що приєднана рідина рухається зі швидкістю часток наносів, отримана форма рівнянь для твердої фази та несного середовища з урахуванням сили приєднаних мас:
Сила опору руху. Сила опору руху утворена тиском та силами тертя в'язкого шару. У придонному пасмовому шарі природних потоків частіше за все зустрічаються частки наносів неправильної обкатаної форми, які рухаються нерівномірно за турбулентною течією. Величина сили опору залежить від таких факторів, як нелінійність зв'язку із швидкістю потоку, вплив нестаціонарності обтікання, взаємодія з межами потоку, вплив інших часток. Залежність сили опору для множини часток, з урахуванням виразу для коефіцієнта опору частки , після проведення процедури усереднення (1) - (3), можна представити вираз для усередненої складової сили опору - Градієнтна підйомна сила. Для безнапірного потоку присутній, як вертикальний, так і горизонтальний зсуви. При високих поперечних та вертикальних градієнтах поздовжньої швидкості, характерних для течій у придонних шарах, траєкторії часток, обумовлюються також і силою зсуву. Підйомна сила, що діє на частки в придонній області потоку, обумовлена головним чином збільшенням, по напрямку від дна, поздовжньої швидкості, яка несиметрично омиває ці частки. У верхній частині, що обтікається поблизу межі потоку, швидкість течії більша, ніж біля нижньої. Відповідно за теоремою Бернуллі, тиск рідини у верхній частині тіла повинен бути меншим ніж у нижній. Таким чином, виникає напрямлена догори результуюча сила. При віддалені часток, від межі потоку, їх обтікання стає більш симетричним, величина градієнтної підйомної сили зменшується.
На основі залежності для коефіцієнта підйомної сили отримано рівняння для усередненої складової:
де - кутова швидкість частки.
Обертальна сила. У межах структури пасмового дна вплив сили зсуву за рахунок обертального руху може приймати суттєві значення в зонах підвалля. Обертальний рух часток виникає за рахунок наявності поперечного градієнта поздовжньої швидкості потоку та неспівпадання центру тяжіння частки з центром прикладання сили опору, за рахунок взаємодії з дном потоку. У процесі сальтаційного руху частка обертається, і взаємодіє з несним середовищем, при цьому втягує елементи рідини в обертальний рух. У результаті на тій стороні частки, де напрямок обтікання та обертання елементів рідини співпадають, тиск буде зниженим в порівнянні з областю, де ці напрямки протилежні. Внаслідок цього виникає поперечна сила, яка спрямовує частку в область зниженого тиску. Вираз для обертальної сили представлено у вигляді усередненої складової:
Сила тяжіння. Проекція сили тяжіння на вертикальну вісь Х3 з врахуванням дії сили Архімеда для твердої фази річкового потоку і складає
де - сила Архімеда, яка впливає на множину твердих часток.
Таким чином, проекція сили тяжіння на вісь Х3 з врахуванням дії сили Архімеда для рідкої фази може бути представлена у вигляді:
Сила зчеплення. З плином часу зависенесний потік обумовлює кольматацію, дна, що призводить до перетворення незв'язного дна у зв'язне. У результаті вирівнюються і згладжуються нерівності дна, збільшується зчеплення зерен донного ґрунту. Враховуючи фізико-хімічну природу взаємодії піщаних, глинистих та болотистих ґрунтів, характерних для дна руслових і заплавних потоків, з водою, виникають сили зчеплення молекулярного характеру для відриву множини часток:
де С - зчеплення ґрунту в стані повного водонасичення, кг/м2.
Сила опору рослинності. Зона дослідження розвитку деформацій охоплює два постійно взаємодіючі потоки з різною шорсткістю. При цьому, витрата заплавного потоку може перевищувати руслову витрату. Поверхня заплавної частини переважно вкрита рослинністю, різною за густістю та розмірами заростей.
У роботі запропоновано підхід, згідно якого розподіл поля швидкостей по вертикалі визначають з урахуванням розподіленої сили, яка діє в шарі рослин. Відповідно, осереднену складову можна представити як:
Сила опору при обтіканні мостових опор. При проектуванні мостових переходів найбільший інтерес викликає величина максимального розмиву, який може відбутися в процесі їх експлуатації при розрахунковій повені. На відміну від розглянутих вище складових сил, розподіл яких розглядається по всьому розрахунковому об'єму потоку, сила опору при обтіканні мостових опор призводить до локального порушення структури річного потоку.
Місцеве порушення структури потоку при обтіканні мостової опори можна виразити через динамічні характеристики потоку, що набігає, та безпосередні розміри споруди. На підставі досліджень Г.Шліхтінга, К.Вігхардта, І.О. Ярославцева отримано вираз для усередненої складової сили опору при обтіканні мостових опор:
Математична модель для основної товщі зависененого руслового потоку. Формування елементів турбулентної структури потоку відбувається в межах придонного шару, де вони отримують первинний заряд пульсаційної енергії. Відрив турбулентних утворень від дна та заміщення їх низхідними течіями із основної зони потоку утворюють обмін рідких мас, які в деформованому руслі обов'язково супроводжуються обміном твердої речовини. Під впливом основних турбулентних збурень дрібні зерна наносів втягуються в товщу потоку. Більш дрібніші частки, з малою гідравлічною крупністю, зазвичай не досягають дна і домінують в основному русловому потоці.
На основі припущення про мализну часток та мализну прискорень потоку в порівнянні з прискоренням сили тяжіння, компоненти швидкостей часток можна виразити через компоненти швидкостей рідини . Проведемо операцію вагового усереднення, згідно (1 - 3), представимо рівняння збереження маси:
З урахуванням мализни добутків без врахування , представимо модельну форму рівнянь для відкритого зависенесного потоку:
Для визначення розподілу гідродинамічного тиску в рівняння переносу (15) введено змінну Бернуллі. Змінна Бернуллі визначається, як і тиск, шляхом розв'язування рівняння Пуассона. Введення змінної Бернуллі, в рівняння переносу, дозволяє проводити розв'язування дискретного аналогу рівнянь (14), (15) для течій біля ізольованих тіл з віддаленою границею, яка розміщується набагато ближче до тіла ніж при розв'язуванні рівняння для тиску. Для безнапірних потоків це зони біля осередків, островів, мостових опор тощо.
Математична модель двофазного руслового потоку для придонної області. У придонній області руслового потоку має місце чітке розмежування між дисперсною фазою (частками наносів) та несним середовищем (водним потоком). Двофазний придонний шар, на відміну від потоку однорідної рідини, характеризується притаманними кожній із фаз усередненими та пульсаційними швидкостями, силами міжфазової взаємодії, зовнішніми для кожної фази та внутрішніми для всього потоку; додатковими ефективними напруженнями, які виникають за рахунок контактної взаємодії твердих часток між собою та дном потоку; впливом анізотропних властивостей турбулентного стану природних русел.
У придонній області руслового потоку має місце повне злиття в'язкого та нев'язкого потоків, їх не можливо розраховувати окремо один від одного, як це пропонується в теорії межового шару, що зазвичай використовується для розрахунку пристінних потоків. Тому, необхідно розв'язувати модельні рівняння, придатні як для в'язкої, так і нев'язкої течій. Також треба відмітити, що використання оцінок теорії межового шару припускає повністю сформовану течію як для несного середовища, так і для дисперсної фази. У придонному шарі течія в несному середовищі формується достатньо швидко. У той же час для дисперсної фази, у даному випадку для множини часток наносів, в силу їх інерційності та дискретного характеру руху, така оцінка мализни членів рівняння в рамках межового шару може бути заниженою за течією потоку і відповідно є неприйнятною. У зв'язку із цим, рівняння руху дисперсної фази по вертикальній осі не ігноруються, що дозволяє враховувати усереднене сковзання у вертикальному напрямку.
На основі методу просторового усереднення, для переходу від мікрорівнянь руху однієї частки до макрорівнянь руху фаз, у рамках дискретної концепції, отримано математичну модель відкритого неоднорідного потоку:
- для твердої фази (множини часток наносів)
- для несного середовища
Усередненні рівняння (17), (18) та (20) промодельовані в наближенні до тонкого шару, де в'язкі члени та другі кореляційні моменти з похідними у поздовжньому (поперечному) напрямку відкидаються, а у вертикальному - лишаються. Це дає можливість розраховувати відривні та зворотні течії в придонній області, які виникають при пасмовій структурі дна.
Математична модель зависенесного заплавного потоку з трав'яною рослинністю, що узгоджена з полем тиску. Водний потік на заплаві, як правило, насичений зваженими частками наносів, що потрапляють туди під час повеней та паводків, та осідають у вигляді дрібнозернистого намулку. Поверхня заплави покрита переважно трав'яною рослинністю. Відповідно, характер руху в руслі та на заплаві різко різний: у руслі - профіль швидкості наближається до логарифмічного, на заплаві, у шарі рослин, рух дещо загальмований, елементи рослин призводять до опору руху водного потоку та додаткового вихороутворення, а розподіл швидкостей залежить від густоти рослинності, її висоти.
При глибині заплавного потоку, більшій за висоту рослинного покриву, в зоні над рослинами, в якості модельних рівнянь, можна використати (14) і (15). Для випадку, коли рослинність має певну висоту і проникає в товщу заплавного потоку, запропоновано модельне рівняння переносу в зоні впливу рослин:
Рівняння збереження маси для зависененого руслового потоку (14) може бути використане і для заплавної зони. Для змінної Бернуллі отримано рівняння з урахуванням проникнення рослинності в заплавному потоці.
Математична модель зависенесного заплавного потоку для придонної області з трав'яною рослинністю. Процеси розвитку деформацій на заплавних ділянках починаються тільки при перевищенні швидкості потоку над нерозмивною для ґрунту, який складає дно; відповідно, залежать від зчіпних якостей ґрунтових часток та від розподілу рослинності, які знижують їх інтенсивність. Товщина придонного шару на заплаві відповідає або висоті рослинного шару (з малою висотою) або товщині придонного шару в руслі (при великій висоті рослин).
В якості рівняння збереження маси можна використати рівняння для зависененого руслового потоку.
Для придонної області з трав'яною рослинністю представимо усереднене рівняння зависенесного потоку в наближенні до тонкого шару:
При обтіканні мостової опори виникає місцеве порушення структури в придонній області, врахувати яке можна через динамічні характеристики набігаючого потоку та безпосередні розміри споруди, шляхом включення в модельні рівняння (15), (17), (20), (21), (22) сили опору при обтіканні мостових опор (13).
Наведені системи рівнянь є не замкненими, оскільки вони містить рейнольдсові напруження та другі кореляційні моменти, пов'язані з дисперсною фазою, за рахунок турбулентних пульсацій несного середовища та за рахунок взаємодії часток з дном.
Розділ третій. Замикаючі моделі для основної товщі зависенесних руслових потоків. Одним з приоритетних напрямків досліджень руслових потоків є визначення особливостей руслової турбулентності, яка безпосередньо впливає на транспортуючу здатність основної товщі потоку. Прогрес у методах аналізу турбулентності, в обчислювальній техніці висуває на перший план практику використання повних моделей турбулентності, за допомогою яких можна описати течію рідини на реальних об'єктах. Найбільш популярної та апробованою для безнапірних однорідних потоків, тобто для їх основної товщі з великим числами Рейнольдса, є дисипативна двопараметрична модель турбулентності. Структура диференціальних рівнянь для кінетичної енергії пульсацій потоку і швидкості її дисипації аналогічна структурі рівнянь імпульсу швидкостей, що дозволяє проводити однакову дискретизацію цих рівнянь.
У роботі отримана модельна форма k-рівняння:
Рівняння для з урахуванням прийнятих модельних співвідношень приймає форму, придатну для великих значень турбулентного числа Рейнольдса , характерних для основної товщі руслового потоку
Вираз для коефіцієнта турбулентної в'язкості для області потоку з має вид
Для замикання рівняння (24) отримана модельна форма рівняння переносу інтенсивності турбулентних пульсацій мутності
Вирази для турбулентних напружень визначено на основі припущення про пропорційність їх переносу та енергії турбулентних пульсацій k , що мають місце в основній товщі руслових потоків
Замикаючі моделі для придонної області неоднорідних руслових потоків. Дослідження транспорту наносів у відкритих потоках на теперішній час ґрунтується на широко розповсюджених методах, які пов'язані із сумісним використанням рівнянь переносу для однорідного потоку з рівняннями переносу кінетичної енергії турбулентних пульсацій та швидкості її дисипації. Для неоднорідних потоків для можливості розрахунку усереднених параметрів і характеристик турбулентності руслових потоків, у складних не автомодельних течіях з урахуванням передісторії потоку, необхідно враховувати невідповідність параметрів турбулентного руху часток наносів від аналогічних характеристик несного середовища.
Придонна область містить так звану перехідну динамічну структуру, де число Рейнольда може приймати проміжні значення. Таким чином, для замикання рівнянь (16) - (20) повинна бути використана модифікована модель, яка придатна і для малих і для великих чисел Рейнольдса. Представимо замикаючі рівняння переносу пульсаційних характеристик несного середовища для придонної області русла. Модельна форма k-рівняння буде мати наступний вигляд:
Рівняння для з урахуванням прийнятих модельних співвідношень приймає наступну форму
Вираз для коефіцієнта турбулентної в'язкості має вид
Рівняння (28), (29) на відміну від стандартної форми містять в собі додаткові дисипативні члени, які обумовлені наявністю сил міжфазної взаємодії та відображують безпосередній вплив часток на розподіл турбулентної енергії та швидкість її дисипації.
Визначення виразів для турбулентних напружень ґрунтується на припущенні про пропорційність їх переносу та енергії турбулентних пульсацій ktL, що дійсно мають місце для багатьох течій, в тому числі і для руслових потоків. Таким чином, модельна форма алгебраїчних співвідношень для турбулентних напружень може бути пристосована до придонної області руслового потоку у вигляді
Для замикання системи рівнянь (16) - (20), (28) - (31), які описують рух руслового потоку в придонному шарі, отримані вирази для кореляцій , що фігурують в рівняннях, через усереднені параметри компонентів. Кореляції, які містяться в зазначеній системі координат, отримані на основі метода Ейлера, оскільки модельні рівняння сформульовані відносно усереднених величин у фіксованих точках простору, повз які рухаються тверді частки та елементи несного середовища.
Вирази для кореляцій пульсаційних швидкостей дозволяють визначити додаткові дисипативні члени , які входять в рівняння переносу кінетичної енергії турбулентних пульсацій (28), швидкості її дисипації (29) та в алгебраїчні співвідношення для турбулентних напружень (31). Додатковий дисипативний член рівняння переносу може бути представлений у вигляді суми трьох доданків, обумовлених пульсаціями сили опору, підйомної сили та обертальної сили. Представимо вирази
- для дисипативного члена рівняння переносу турбулентної енергії, обумовленого силою опору руху часток
- для дисипативного члена рівняння переносу турбулентної енергії, обумовленого градієнтною підйомною силою
- для дисипативного члена рівняння переносу турбулентної енергії, обумовленого обертальною силою, без врахування потрійних кореляцій:
Для додаткового дисипативного члена рівняння (29) вирази отримані аналогічно (32) - (34).
На основі балансового рівняння енергії пульсаційного руху неоднорідного потоку у вертикальному напрямку було отримано алгебраїчне співвідношення для додаткових кореляційних моментів, обумовлених контактною взаємодією твердих часток з дном:
Питома потужність вертикальної складової сили міжфазової взаємодії в пульсаційному відносному русі фаз витрачається на підтримання твердих часток у завислому стані . Члени рівняння можна представити через складові, аналогічно виразам (32), (33), (34).
Замикаючі рівняння для зависенесних потоків з рослинністю, на заплаві. При глибині заплавного потоку, більшій за висоту рослинного покриву, в зоні над рослинами, в якості модельних рівнянь можна використовувати рівняння переносу кінетичної енергії (23), швидкості їх дисипації (24) та інтенсивності турбулентних пульсацій мутності (26), алгебраїчні співвідношення (27).
Якщо рослинність має певну висоту і проникає в товщу заплавного потоку, тоді модельні рівняння переносу (23), (24) та співвідношення (27) в зоні впливу рослин містять в собі додаткові дисипативні члени, обумовлені силою опору рослинності:
Рівняння переносу характеристик турбулентного потоку над заплавною частиною в придонній області повинні бути придатними для будь яких чисел Рейнольдса і враховувати наявність зважених наносів та вплив рослинного покриву. Рівняння переносу кінетичної енергії турбулентних пульсацій та швидкості її дисипації отримані аналогічно рівнянням (23), (28). Представимо модельну форму k-рівняння
Рівняння (36) відрізняється від (23) та (28) наявністю додаткового дисипативного члена, обумовленого силою опору рослинності :
Отримання модельних рівнянь переносу швидкості дисипації енергії турбулентних пульсацій проводиться як і рівнянь (24), (34)
На відміну від рівнянь (24), (29) модельна форма (41) містить в собі додатковий дисипативний член , який обумовлений силами опору рослинності. Співвідношення для додаткового дисипативного члена можна представити як:
Форма алгебраїчних співвідношень для турбулентних напружень зависенесного потоку в придонній області заплави співпадає зі співвідношеннями для турбулентних напружень несного середовища в придонній області (27): транспорт мостовий розмив русловий
Відмінність цих залежностей полягає в тому, що рівняння (28), (29), (31) описують турбулентні характеристики несного середовища, а на заплаві співвідношення визначають турбулентні напруження всього зависенесного потоку. Також додатковий дисипативний член, як в рівнянні (39), обумовлений силою опору рослинності.
При обтіканні мостової опори виникає місцеве порушення структури потоку, що призводить до появи в рівняннях переносу пульсаційних характеристик потоку додаткових дисипативних членів, обумовлених силою опору. До рівнянь переносу енергії турбулентних пульсацій (23), (28), (36), (39) додається вираз
До рівнянь переносу швидкості дисипації енергії турбулентних пульсацій (24), (29), (37), (40) додається вираз:
Вирази для турбулентних напружень (27), (38) та додатковий дисипативний член алгебраїчних співвідношень (31), (43) поповняться членами
Четвертий розділ. Для розглянутих у цій роботі процесів розвитку загальних та місцевих деформацій в зоні впливу мостових переходів, що представлені у вигляді систем рівнянь параболо-гіперболічного й еліптичного типу розроблено методи реалізації запропонованих математичних моделей, представлених у декартових координатах. Дискретний аналог та алгоритм розв'язування нестаціонарних рівнянь моделей зависененого руслового, заплавного потоків і турбулентності побудовано на кінцево-різницевому методі предиктор-коректор за явною схемою Мак-Кормака.
Використання схеми Мак-Кормака, наприклад до рівняння збереження маси (14), призведе до наступного алгоритму:
Предиктор
Коректор
де, , - кроки, відповідно за часом та в декартові системі координат OX1X3.
Явна схема Мак-Кормака має другий порядок, як за простором, так і за часом. У представленому варіанті схеми на кроці предиктор для апроксимації всіх просторових похідних використовуються різниці назад, на кроці коректор - різниці вперед. Різниці вперед та назад можна послідовно чергувати як на кроках предиктор-коректор, так і при апроксимації похідних по трьох просторових координатах. Це усуває будь-які неузгодженості, обумовлені дискретизацією однобічними різницями.
Подобные документы
Cистема математичних моделей, відповідних інформаційних технологій для прогнозування параметрів руху вагонопотоків, які ураховують статистичні і нечіткі властивості даних про процеси вантажних перевезень. Методи побудови баз знань про процеси перевезень.
автореферат [210,4 K], добавлен 13.04.2009Основні задачі автомобільного транспорту та його ефективність в усіх сферах діяльності. Періодичність та склад профілактичних робіт. Норми витрат на матеріали і запасні частини. Витрати на всі види енергії, що використовуються в зоні поточного ремонту.
реферат [92,2 K], добавлен 20.03.2009Загальна характеристика підприємства "Метиз". Обов'язкові елементи підйомного крану: металева несуча конструкція, підтримуючі і направляючі елементи. Електроустаткування мостових кранів. Вимоги техніки безпеки щодо експлуатації вантажопідйомних кранів.
дипломная работа [272,8 K], добавлен 05.02.2012Силова схема тягового електропривода. Проведення розрахунку тягових і регулювальних характеристик асинхронного електроприводу електровозу ВЛ85 з трифазним асинхронним тяговим двигуном НБ514 в зонах пуску, постійної потужності і в зоні ослаблення поля.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 13.11.2012Розрахунок річної виробничої програми автомобільного парку підприємства. Визначення річного пробігу автомобілів. Організація робіт в зоні поточного ремонту автомобіля і схема технологічного процесу. Визначення річного обсягу робіт з ремонту автомобілів.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 08.03.2015Методи та необхідність відтворення основних фондів автомобільного транспорту. Джерела та визначення потреб у капітальних вкладеннях, оцінка їх ефективності. Порядок розробки та затвердження показників плану в галузі, їх різновиди та характеристика.
контрольная работа [18,6 K], добавлен 26.09.2009Визначення параметрів вхідного потоку поїздів, що прибувають на станцію. Оптимізація взаємодії залізничного і річкового транспорту при перевезенні будівельних вантажів. Побудова графіку статистичного розподілу величини поїздів і функції їх розподілу.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 07.05.2011Дорожній рух як сукупність суспільних відносин, що виникають у процесі переміщення людей і вантажів за допомогою транспортних засобів або без таких у межах доріг, визначення його характеристик. Удосконалення методів руху різних видів транспорту в містах.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.03.2014Розрахунок інтенсивності, рівня завантаження та щільності транспортного потоку, визначення пропускної спроможності доріг, інтервалу руху, часу та швидкості сполучення на маршрутах з метою покращення організації руху міського пасажирського транспорту.
реферат [70,7 K], добавлен 10.12.2010Дослідження методів розрахунку колії на стійкість, апроксимованих залежностей моменту. Визначення критичних сил з постійними силами опору баласту та скріплень, з початковою нерівністю колії. Визначення допустимих підвищень температур рейкових плітей.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 27.09.2013
