Menu
08.07.2014 Антип 5 комментариев

У нас вы можете скачать книгу Динамика сброшенной с самолета жидкости Максим Кудров в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Для повышения эффективности пожаротушения необходимо создание модели, предсказывающей в режиме реального времени распределение поверхностной плотности выпавшей Обо всём этом и не только в книге Динамика сброшенной с самолета жидкости Максим Кудров.

Предложений от участников по этой книге пока нет. Хотите обменяться, взять почитать или подарить? Заметка не книжная, но не поделиться сложно. Сегодня для моей дочки прозвенел последний звонок Монс Калентофт "Дикая весна" от thosik рецензия 2. Для регистрации на BookMix. По умолчанию используется оператор AND. Оператор AND означает, что документ должен соответствовать всем элементам в группе: При написании запроса можно указывать способ, по которому фраза будет искаться.

По-умолчанию, поиск производится с учетом морфологии. Для поиска без морфологии, перед словами в фразе достаточно поставить знак "доллар": Для включения в результаты поиска синонимов слова нужно поставить решётку " " перед словом или перед выражением в скобках. В применении к одному слову для него будет найдено до трёх синонимов. В применении к выражению в скобках к каждому слову будет добавлен синоним, если он был найден. Не сочетается с поиском без морфологии, поиском по префиксу или поиском по фразе.

Даётся обзор основных численных методов, используемых для расчёта формы жидкости в набегающем потоке. В работах [13, 14] на основе метода маркеров была предложена полуэмпирическая модель деформации жидкости с учётом срыва капель, но из-за недостаточности экспериментальных данных по положению и интенсивности срыва капель этот подход представляется малоперспективным. Для верификации модели и исследования основных закономерностей расчёты проводились не для натурных размеров, а для размеров, используемых в эксперименте [С5].

Первоначально поперечное сечение вытекающей из самолета вертикально вниз струи воды соответствует форме сливного отверстия в днище фюзеляжа. Затем под действием воздушного потока происходит ее деформация и распыление.

Жидкость сбрасывается перед фронтом пожара, поэтому восходящий поток термик , создаваемый пожаром, не учитывался. Таким образом, до момента первого дробления жидкости на фрагменты, можно использовать гипотезу плоских сечений рис. Показаны формы жидкости через равные промежутки времени. Видно, что результаты расчётов хорошо согласуются с экспериментом. Основной срыв капель происходит в передней области. Исследовано влияние скорости набегающего потока и длины начальной формы жидкости на время до дробления.

По оси ординат отложено время дробления, а по оси абсцисс - отношение длины начальной формы жидкости к скорости набегающего потока. Некоторые необходимые параметры, такие как интенсивность срыва капель, зависимость времени дробления от скорости набегающего потока и длины жидкости и др.

При построении модели сделаны следующие предположения: Жидкость выпадает из самолёта несколькими равными порциями, скорость которых в начальный момент равна скорости самолёта. Рассматривается одна порция, которая моделируется шаром равной массы.

Остальные части повторяют движение рассчитываемого шара, отличается лишь начальная координата. Параметр а отвечает за интенсивность срыва капель. Срывающиеся капли за время оседания диффундируют и сносятся ветром.

Учтено, что коэффициент диффузии растёт из-за турбулентности. Также учтено, что капли движутся в следе за жидкостью. Дробление шара продолжается до тех пор, пока шар не достигнет поверхности Земли, либо число Вебера не станет меньше критического.

С помощью созданного кода рассчитана эволюция основных параметров аэрозольного вихревого следа и диаграмма рассеяния падающего излучения объёмом капель по мере удаления от самолёта [1, ].

Проведено исследование динамики макрообъёма жидкости, сброшенной с самолёта, в результате которого получены основные закономерности, характеризующие исследуемый процесс [2, ]. Также показано, что с задней части жидкости происходит срыв только капель, а с передней - и капель, и крупных фрагментов жидкости. Показано, что время существования жидкости как единого целого до дробления на отдельные фрагменты пропорционально длине начального объёма жидкости и уменьшается при увеличении скорости набегающего потока, что также хорошо согласуется с экспериментальными данными.

На основании исследования динамики макрообъёма жидкости, в результате которого были получены основные закономерности, построена модель динамики макрообъёма сброшенной с самолёта жидкости, пригодная для использования в бортовом компьютере для предсказания распределения поверхностной плотности выпавшей жидкости.

Показано, что боковой ветер существенно влияет на длину полосы орошения [15]. Бериева для моделирования различных гидродинамических задач. On the mixture model for multiphase flow. Espoo , Technical Research Center of Finland. Исследование деформации струи воды, вытекающей из бака противопожарного самолёта, набегающим воздушным потоком.

Fire retardant ground distribution patters from the CL air tanker. Газодинамика вихревого аэрозольного следа самолёта над сложным рельефом в восходящем термике. Динамика объёма жидкости в газовом потоке с учётом деформации, дробления и срыва капель. Icing modeling of the airfoil in supercooled cloud. Моделирование струйно-вихревого капельного следа самолёта в восходящем термике над каньоном с поверхностным источником тепла.

Эволюция наледи на крыле в переохлаждённом облаке и термические напряжения в ней. Динамика капли в спутном следе лайнера. Спутные вихри за самолётом с учётом рельефа местности. Физико-математическое и численное моделирование капельного и жидкопленочного режимов обледенения JIA в переохлаждённом облаке. Влияние формы рельефа местности на струйно-вихревой след самолёта. Леонтьева, Москва, мая, Деформация и разрушение жидкого макротела, сброшенного с ЛА. Исследование динамики жидкого тела переменной массы, сброшенного с самолёта, в приложении к проблеме пожаротушения.

Динамика сброшенной с самолёта жидкости в набегающем воздушном потоке. Изучение динамики микро- и макрообъёмов жидкости в набегающем газовом потоке необходимо при решении таких задач, как пожаротушение, локализация последствий нефтяного и промышленного загрязнений окружающей среды, распыление удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве или при борьбе с эпидемиями, визуализация вихревого следа самолёта, предсказание землетрясений и др.

При сбросе макрообъёма жидкости с самолёта вихревой след практически не участвует в его движении и набегающий поток молено считать однородным. При сбросе микрообъёмов капли динамика капель в основном определяется образующимся за самолётом вихревым следом. Выдерживание интервала между самолетами приводит к ограничению пропускной способности аэропорта, что может приводить к большим экономическим потерям.

Продолжительность временного интервала составляет минуты после взлета или посадки крупного авиалайнера [6]. Влияние ровной поверхности на поведение вихревого следа изучалось, например, в работе [7]. Однако полёт может проходить над сложным рельефом, например, аэропорт находится вблизи гор, холмов или городских построек.

В этом случае поведение вихрей 4 становится сложно предсказуемым. Создание системы обнаружения вихревого следа не гарантирует вихревой безопасности. Например, на момент принятия решения о полёте или выдачи разрешения на взлёт или посадку вихрь может находиться вне рассматриваемой области взлётно-посадочной полосы и оказаться в ней в момент пролёта самолёта.

Таким образом, для обеспечения безопасности полёта важно не только знать, где находится вихрь в настоящий момент, но и уметь предсказывать его положение через некоторый интервал времени.

Таким образом, вычислительный комплекс должен работать в режиме реального времени. Для расчета динамики вихрей существуют численные алгоритмы, основанные на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и на методе дискретных вихрей например, [] , требующие существенных затрат машинного времени.

К тому же, для того чтобы учесть рельеф местности в рамках таких подходов необходимо использовать в расчётах сетки с большим количеством ячеек, что делает задачу трудновыполнимой. Таким образом, использование численных алгоритмов, основанных на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса и на методе дискретных вихрей, в задаче предсказания поведения вихревого следа в аэропортах вблизи сложных рельефов в режиме реального времени представляется проблематичным.

Для того чтобы вычислительный комплекс работал в режиме реального времени, необходимо либо использовать развивающийся в настоящее время метод обработки информации при помощи нейросетей, либо создавать простые инженерные модели, позволяющие предсказывать поведение вихрей при помощи обыкновенных дифференциальных уравнений.

В работе предпочтение отдано последнему варианту. В предлагаемом подходе вихрь моделируются уравнением Прандтля-Лэмба [8], а рельеф учитывается с помощью метода конформных отображений. В крупных аэропортах ряда стран Германия, Англия, США ведется систематическое наблюдение за вихревыми следами, при этом техника измерений основывается на доплеровской лазерной анемометрии, а рассеяние зондирующего излучения происходит на неоднородностях среды. Существуют и другие методы обнаружения вихревого следа, например, радиотеплолокация [].

Источник и приёмник излучения может располагаться как на земле, так и на самолёте. Известно, что максимальное сечение рассеяния имеют частицы, чей размер порядка длины волны падающего излучения [11]. Но размер частиц сильно различается как в пространстве, так и во времени. Пространственная неоднородность возникает из-за испарения на границе области, в которую были вброшены капли, испарение более интенсивное и капли быстрее уменьшаются в размерах.

Поэтому размер капель не должен быть определяющим фактором при выборе длины волны зондирующего излучения. В работе используется свет видимого диапазона. Для решения ряда задач вбрасываемые в вихревой след капли необходимо заряжать. На поведение заряженных капель влияет электрическое поле Земли, которое, в свою очередь, зависит от рельефа местности.

Созданная модель учитывает влияние рельефа на напряжённость электрического поля Земли с помощью конформного отображения. Известно, что напряжённость электрического поля Земли увеличивается на два порядка незадолго за сутки до землетрясения [12]. Рассмотрена динамика заряженных капель в условиях повышенной напряжённости электрического поля. Показано, что поведение заряженного следа в таких условиях отличается от обычного поведения.

Таким образом, вброс заряженных капель в вихревой след может быть использован для предсказания землетрясений. Особенно актуален такой подход для труднодоступных горных районов. Последние землетрясения Гаити, Чили, доказывают, что проблема предсказания землетрясений остаётся актуальной. Диагностику поведения заряженного следа предлагается проводить с помощью рассеяния падающего излучения объёмом капель.

Изучение динамики макрообъёмов жидкости в набегающем потоке необходимо, например, в задаче пожаротушения для оптимизации сброса жидкости. Публикации, посвященные оптимизации систем пожаротушения например, [13, 14] , свидетельствуют об актуальности данной проблемы.

Лесные пожары относятся к наиболее распространённым природным экологическим катастрофам, приводящим к выгоранию больших лесных массивов и загрязнению атмосферы частицами сажи.

Как показывают частые крупномасштабные пожары Россия, Австралия, Греция и данные Центра глобального мониторинга, количество пожаров ежегодно растёт [15]. Повышение эффективности борьбы с лесными пожарами является крайне актуальной задачей. Зафиксированы случаи, когда дым от лесных пожаров в. Канаде был обнаружен в Греции, а продукты сибирских лесных пожаров - в Северной и Центральной Америках [16]. Таким образом, лесные пожары являются проблемой не только той страны, в которой они происходят.

Наиболее эффективным средством борьбы с пожарами является пожаротушение с использованием авиации. Своевременное использование воздушной техники позволяет вовремя локализовать и потушить пожар. Особенно актуален такой подход для России, так как многие леса не охраняются наземной техникой. Одного сброса воды иногда хватает для полного тушения начинающегося пожара.

Для того чтобы пожаротушение было эффективным, необходимо увеличивать длину орошения при выполнении требований для ширины и плотности покрытия. Иногда же, наоборот, требуется сбросить объем воды без распыления, например при торфяных пожарах.

Решить указанные проблемы с помощью изменения высоты полёта во время сброса воды не всегда возможно, так как уменьшение высоты приводит к полёту в области задымления и появляется риск попадания в восходящий поток.