Моделювання повітряного потоку в районі української антарктичної станції

Abstract

Місце розташування української антарктичної станції Академік Вернадський призводить до виникнення низки проблем, пов’язаних з необхідністю забезпечення життєдіяльності та безпеки людей. Інфраструктура станції Академік Вернадський протягом року зазнає впливу значних кліматичних навантажень, таких як: вітер, дощ, сніг та низька температура. Руйнування або навіть значне пошкодження елементів інфраструктури антарктичної станції може викликати загрозу для життя людей, які знаходяться на ній та не мають можливості евакуюватися. Тому необхідно визначити поля розподілу вітрового навантаження в межах антарктичної станції Академік Вернадський для виявлення найбільш навантажених об’єктів її інфраструктури. Програмне середовище системи автоматизованого проектування SolidWorks дозволяє будувати геометричні моделі об’єктів різної складності. Саме тому дану система було обрано для моделювання інфраструктури української антарктичної станції Академік Вернадський. Імітаційне моделювання впливу вітрового навантаження проведено у програмному комплексі скінчено-елементного аналізу ANSYS. Створено геометричні моделі об’єктів інфраструктури станції. Використовуючи фотографії української антарктичної станції Академік Вернадський та її топологічну карту, також створено геометричні моделі місцевості та складальні одиниці місцевості з установленими на ній об’єктами інфраструктури станції. У результаті імітаційного моделювання з використанням розроблених геометричних моделей отримано поля тиску та векторні поля швидкості повітряного потоку, які показують кількісні та якісні результати. Створено геометричні моделі та виконано імітаційне моделювання об’єктів інфраструктури української антарктичної станції Академік Вернадський в умовах вітрового навантаження. Показано, що у випадку дії вітру з материка елементами інфраструктури станції, які сприймають основне вітрове навантаження, є головна будівля та РВС-200. Визначено, що наявність пальового фундаменту впливає на векторні поля швидкості, тож даним елементом не бажано нехтувати при виконанні подальших досліджень. Показано, що практично всі об’єкти інфраструктури станції призводять до виникнення значних турбулентних хвостів при їх обтіканні.