<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">vestniktgasu</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1607-1859</issn><issn pub-type="epub">2310-0044</issn><publisher><publisher-name>Tomsk State University of Architecture and Building</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">vestniktgasu-453</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>BUILDING AND CONSTRUCTION</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК ПРИ ОБТЕКАНИИ ВОЗДУШНЫМ ПОТОКОМ СИСТЕМЫ МОДЕЛЕЙ ЗДАНИЙ ПРИ ВАРИАЦИИ ИХ РАСПОЛОЖЕНИЯ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>SIMULATION OF WIND-INDUCED AIRFLOW ROUND BUILDING MODELS WITH DIFFERENT ARRANGEMENT</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Гныря</surname><given-names>А. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Gnyrya</surname><given-names>A. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>докт. техн. наук, профессор</p></bio><bio xml:lang="en"><p>DSc, Professor</p></bio><email xlink:type="simple">tsp_tgasu@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Коробков</surname><given-names>С. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Korobkov</surname><given-names>S. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>канд. техн. наук, доцент</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PhD, A/Professor</p></bio><email xlink:type="simple">korobkov@hotmail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кошин</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Koshin</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>ст. преподаватель</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Senior Lecturer</p></bio><email xlink:type="simple">dawghood@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Терехов</surname><given-names>В. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Terekhov</surname><given-names>V. I.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>докт. техн. наук, профессор</p></bio><bio xml:lang="en"><p>DSc, Professor</p></bio><email xlink:type="simple">terekhov@itp.nsc.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Томский государственный архитектурно-строительный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Tomsk State University of Architecture and Building</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Kutateladze Institute of Thermal Physics SB RAS</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2018</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>29</day><month>08</month><year>2018</year></pub-date><volume>0</volume><issue>4</issue><fpage>65</fpage><lpage>73</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Гныря А.И., Коробков С.В., Кошин А.А., Терехов В.И., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Гныря А.И., Коробков С.В., Кошин А.А., Терехов В.И.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Koshin A.A., Terekhov V.I.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/453">https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/453</self-uri><abstract><p>Целью исследования является изучение изменения коэффициентов давления на поверхностях граней модели высотного здания под воздействием вихревых потоков, создаваемых препятствием с аналогичными геометрическими параметрами при его поперечном смещении от продольной оси канала. Взаимодействие нескольких зданий и влияние их местоположения на интерференцию воздушных потоков остается малоизученным. Сложный трехмерный характер отрывных потоков, и особенно процесс их интерференции при обтекании системы преград, существенно снижают возможности методов численного моделирования аэродинамики. Основным инструментом изучения аэродинамических характеристик при обтекании воздушным потоком группы высотных и повышенной этажности зданий является экспериментальное исследование на установках, моделирующих реальные условия ветрового воздействия на здания. Здания и сооружения представляют собой плохообтекаемые тела, имеют разные формы и, как правило, встречаются в виде квадратных призм. В связи с этим были выбраны модели зданий с соотношением сторон H/а = 3 и 6. Размер поперечного сечения призмы был неизменным и равным а = 50 мм. Выбор формы сечения и определяющего размера моделей позволяет распространить экспериментальные данные по давлению на широкий круг не только зданий, но и на многие другие конструкции подобной формы. В основе экспериментов заложено физическое моделирование системы исследуемых моделей зданий на основе теории подобия. Основным предметом исследования является установление зависимости изменения коэффициентов давления при поперечном смещении моделей относительно продольной оси канала рабочей камеры, принятое с шагом 25 мм и обозначенное отношением L2/a. Принятый диапазон смещений L2/a = 0,5; 1; 1,5; 2. Система моделей зданий состоит из двух квадратных призм (модель + препятствие) с геометрическими размерами 50×50×150 мм и 50×50×300 мм (Н/а = 3 и 6 соответственно). Принятый скоростной режим воздушного потока соответствует числу Рейнольдса Re = 4,25×104 . Угол атаки воздушного потока – 0°. Расстояния между моделями в следе соответствуют принятому диапазону продольного перемещения L1/a = 1,5; 3 и 6. Результаты исследований, экспериментальные данные: 1. Установлен характер взаимодействия системы моделей зданий в потоке воздуха. 2. Определена зона наименьшей ветровой нагрузки на позадистоящую (подветренную) модель № 2. 3. Описано влияние первичного и вторичного отрывов воздушного потока на степень разрежения по боковым граням модели № 2 в зависимости от начального расстояния между моделями. 4. Установлено, что при выходе подветренной модели № 2 из следа впередистоящей призмы происходит рост коэффициента лобового сопротивления. 5. Установлено, что при продольном удалении моделей L1/а = 6 выход подветренной модели № 2 из следа впередистоящей модели № 1 приводит к появлению дополнительных продольных и поперечных усилий. Таким образом, изменение направления ветра в значительной мере оказывает раскачивающее действия на подветренную модель № 2. 6. При большом поперечном смещении L2/a &gt; 2,0 картина обтекания второй призмы приближается к картине обтекания впередистоящей призмы или одиночной призмы. При этом отчетливо обнаруживаются те же режимы течения, что и при обтекании потоком воздуха одиночно стоящей призмы. Результаты исследований могут быть использованы при определении динамических нагрузок на поверхностях зданий и сооружений, при проектировании естественной и искусственной вентиляции зданий, навесных фасадов, светопрозрачных конструкций большой протяженности, а также для обеспечения безопасной работы в процессе возведения высотных зданий. Полученные результаты являются наиболее важными с точки зрения получения новых знаний об аэродинамике высотных зданий в условиях городской застройки и совершенствования методов и подходов к расчету несущих и ограждающих конструкций зданий, находящихся в сложных аэродинамических условиях.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Purpose: The aim of this work is to study the variation in the pressure coefficients on the surface of the high-rise building model caused by turbulent currents created by the barrier with the similar geometrical parameters at longitudinal displacement. Methodology/approach: Aerodynamic parameters are experimentally investigated in specific conditions which simulate the real wind pressure applied to building models. Square prisms with the relative heights of 3 and 6 are selected for the models. Experiments are based on physical modeling of buildings using the dimensional analysis. Research focuses on the determination of dependence between the pressure coefficients at a lateral displacement of models relative to the longitudinal axis of the wind tunnel. Research findings: The following characteristics and processes are identified: the interaction between building models within the airflow; the area of the lowest wind pressure on the downwind model; the effect from the first and second airflow separations on air rarefaction along the model sides depending on the initial distance between models; the increase in the drag coefficient when the downstream model is left by the vortices formed by the front model; additional longitudinal and transverse forces when the downstream model is left by the vortices formed by the front model due to their longitudinal displacement; almost similar airflows round the second and the first models at a large transverse displacement. Practical implications: Research results can be readily used in calculations of dynamic loads on the building surfaces, engineering of natural and artificial ventilation systems, suspended facades, extensive translucent structures, and also for safe operation of high-rise buildings. The choice of the form of section and size of models allows using the obtained data on pressure not only in building construction, but also in other structures of the similar shape. Value: The obtained results represent new knowledge about aerodynamics of high-rise buildings and improving methods of and approaches to the structural analysis of building walls under complicated aerodynamic conditions.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>строительная аэродинамика</kwd><kwd>физическое моделирование</kwd><kwd>поля статического давления</kwd><kwd>коэффициент давления</kwd><kwd>модели зданий</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>aerodynamics</kwd><kwd>physical modeling</kwd><kwd>static pressure field</kwd><kwd>pressure coefficient</kwd><kwd>building model</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследования, выполненные в ИТ СО РАН, поддерживались за счет средств РНФ (грант № 18-19-00161), а работы сотрудников ТГАСУ – РФФИ (грант № 18-08-01025)</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Симиу Э., Сканлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения. М.: Стройиздат, 1984. 360 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Simiu E., Scanlan R. Vozdeistvie vetra na zdaniya i sooruzheniya [Wind loading on structures]. Moscow: Stroyizdat, 1984. 360 p. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Лозинский Э.А. Ветровой подпор от высотного здания в условиях уплотнения существующей жилой застройки // Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво). 2011. № 2 (30). С. 129–137.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lozinskiy E.A. Vetrovoi podpor ot vysotnogo zdaniya v usloviyakh uplotneniya sushchestvuyushchei zhiloi zastroiki [Wind support for high-rise building in restrained urban conditions]. Zbіrnik naukovikh prats' (galuzeve mashinobuduvannya, budіvnitstvo). 2011. No. 2 (30). Pp. 129–137. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Леденев П.В., Синявин А.А. Экспериментальное исследование ветрового давления при обтекании тандема двух зданий // Вестник МГСУ. 2011. Т. 1. № 3. С. 377–382.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ledenev P.V., Sinyavin A.A. Eksperimental'noe issledovanie vetrovogo davleniya pri obtekanii tandema dvukh zdanii [Experimental study of wind pressure on building tandem in airflow conditions]. Vestnik MGSU. 2011. V. 1. No. 3. Pp. 377–382. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гувернюк С.В., Егорычев О.О., Исаев С.А., Корнев Н.В., Поддаева О.И. Численное и физическое моделирование ветрового воздействия на группу высотных зданий // Вестник МГСУ. 2011. Т. 1. № 3. С. 185–191.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guvernyuk S.V., Egorychev O.O., Isaev S.A., Kornev N.V., Poddaeva O.I. Chislennoe i fizicheskoe modelirovanie vetrovogo vozdeistviya na gruppu vysotnykh zdanii [Numerical and physical modeling of wind effects on high-rise buildings]. Vestnik MGSU. 2011. V. 1. No. 3. Pp. 185–191. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Табунщиков Ю.А., Ефремов М.Н. Аэродинамика застройки и зданий // АВОК. 2015. № 4. С. 48–55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Tabunshchikov Yu.A., Efremov M.N. Aerodinamika zastroiki i zdanii [Aerodynamics of housing and buildings]. Heating, Ventilation, Air Conditioning, District Heating, Building Physics Journal. 2015. No. 4. Pp.48–55. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Савицкий Г.А. Ветровая нагрузка на сооружения. М.: Изд-во литературы по строительству, 1972. 110 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Savitskii G.A. Vetrovaya nagruzka na sooruzheniya [Wind loads on structures]. Moscow: Stroyizdat, 1972. 110 p. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дубинский С.И. Численное моделирование ветровых воздействий на высотные здания и комплексы: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МГСУ, 2010. 23 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dubinskiy S.I. Chislennoe modelirovanie vetrovykh vozdeistvii na vysotnye zdaniya i kompleksy: avtoref. dis. … kand. tekhn. Nauk [Numerical simulation of wind pressure on high-rise buildings and building systems complex. PhD Abstract]. Moscow: MGSU, 2010. 23 p. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гувернюк С.В., Исаев С.А., Егорычев О.О., Поддаева О.И., Корнев Н.В., Усачев А.Е. Вычислительная аэродинамика строительных сооружений. Задачи и методы // Вестник МГСУ. 2011. Т. 2. № 2. С. 113–119.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guvernyuk S.V., Isaev S.A., Egorychev O.O., Poddaeva O.I., Kornev N.V., Usachev A.E. Vychislitel'naya aerodinamika stroitel'nykh sooruzhenii. Zadachi i metody [Computational aerodynamics of buildings. Objectives and methods]. Vestnik MGSU. 2011. V. 2. No. 2. Pp. 113–119. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Леденев П.В. Аэродинамические характеристики здания для расчета ветрового воздействия на ограждающие конструкции // Жилищное строительство. 2010. № 1. С. 7–10.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gagarin V.G., Guvernyuk S.V., Ledenev P.V. Aerodinamicheskie kharakteristiki zdaniya dlya rascheta vetrovogo vozdeistviya na ograzhdayushchie konstruktsii [Aerodynamic characteristics of building for calculating wind effect on wall structures]. Zhilishchnoe stroitel'stvo. 2010. No. 1. Pp. 7–10. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дорошенко С.А., Дорошенко А.В., Орехов Г.В. Определение ветровой нагрузки на трехмерные конструкции с помощью моделирования в аэродинамической трубе // Вестник МГСУ. 2012. № 7. С. 69–74.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Doroshenko S.A., Doroshenko A.V., Orekhov G.V. Opredelenie vetrovoi nagruzki na trekhmernye konstruktsii s pomoshch'yu modelirovaniya v aerodinamicheskoi trube [Simulation of wind load on three-dimensional structures in wind tunnel]. Vestnik MGSU. 2012. No. 7. Pp. 69–74. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Igarashi T. Characteristics of the flow around a square prism // Bulletin of JSME. 1984. V. 27. № 231. P. 1858–1865.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Igarashi T. Characteristics of the flow around a square prism. Bulletin of JSME. 1984. V. 27. No. 231 Pp. 1858–1865.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кошин А.А. Анализ динамического воздействия воздушного потока на тандем моделей высотных зданий // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 2. С. 134–141.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koshin A.A. Analiz dinamicheskogo vozdeistviya vozdushnogo potoka na tandem modelei vysotnykh zdanii [Analysis of airflow dynamic impact on tandem-arranged high-rise building model]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2014. No. 2. Pp. 134–141. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кошин А.А., Коробков С.В., Гныря А.И., Терехов В.И. Моделирование вихревой структуры и ветровых нагрузок при нелинейном расположении двух квадратных призм // XXXI Сибирский теплофизический семинар, посвященный 100-летию со дня рождения академика С.С. Катутеладзе: сб. докл. Всеросс. конф., Новосибирск, 1719 ноября 2014 г. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2014. С. 78–84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Koshin A.A., Korobkov S.V., Gnyrya A.I., Terekhov V.I. Modelirovanie vikhrevoi struktury i vetrovykh nagruzok pri nelineinom raspolozhenii dvukh kvadratnykh prizm [Simulation of vortex structure and wind loads on nonlinearly positioned two square prisms]. XXXI Sibirskii teplofizicheskii seminar, posvyashchennyi 100-letiyu so dnya rozhdeniya akademika S.S. Katuteladze: sbornik dokladov Vserossiiskoi konferentsii (Proc. All-Russ. Sci. Conf.). 2014. Pp. 78–84. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Гныря А.И., Коробков С.В., Мокшин Д.И., Кошин А.А., Терехов В.И. Ветровое давление в тандеме моделей зданий при их нелинейном расположении // Энерго- и ресурсоэффективность малоэтажных жилых зданий: мат. научн. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 2426 марта 2015 г. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН, 2015. С. 71–74.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Mokshin D.I., Koshin A.A., Terekhov V.I. Vetrovoe davlenie v tandeme modelei zdanii pri ikh nelineinom raspolozhenii [Wind pressure on nonlinearly tandem-arranged building models]. Energo- i resursoeffektivnost' maloetazhnykh zhilykh zdanii: materialy nauchnoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (Proc. Int. Sci. Conf. “Energy and Resource Efficiency of Low-Rise Buildings”). 2015. Pp. 71–74. (rus)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Koshin A.A., Terekhov V.I. Physical simulation of wind pressure on building models at various arrangement and airflow conditions // Proceedings of the IV International research conference «Information technologies in Science, Management, Social sphere and Medicine» (ITSMSSM 2017). Published by Atlantis Press, 2017. V. 72. P. 389–392.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gnyrya A.I., Korobkov S.V., Koshin A.A., Terekhov V.I. Physical simulation of wind pressure on building models at various arrangement and airflow conditions. Proc.4th Int. Sci. Conf. "Information Technologies in Science, Management, Social Sphere and Medicine". 2017. V. 72. Pp. 389–392.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
