Библиографическое описание:Выбор численных методов для моделирования свободных струй из пожарного ствола : научное издание / И. Н. Пожаркова. - Текст : непосредственный // Онтология проектирования. - 2025. - Т.15, №2. - С. 270-280. - ISSN 2223-9537. - ISSN 2313-1039, DOI 10.18287/2223-9537-2025-15-2-270-280.
Аннотация:Методы вычислительной гидродинамики позволяют оценивать характеристики газожидкостных потоков, в частности свободных струй, с учётом различных явлений. Особенностями струй, исследуемых в данной работе, являются значительные геометрические размеры и начальные скорости, что повышает вычислительную сложность используемых моделей и увеличивает время их расчёта. Основу выбора численных методов и их настроечных параметров составляет поэтапное увеличение вычислительной сложности используемых моделей до уровня, удовлетворяющего критериям их качества: обеспечение приемлемых относительно решаемых задач значений времени расчёта; точности, определяемой величиной отклонения полученных результатов от экспериментальных целевых характеристик струй. Описаны этапы выбора, включающие проведение эксперимента для оценки точности рассматриваемых методов, принципы согласования экспериментальных и расчётных характеристик для выполнения валидации. Эффективность использования предлагаемой схемы выбора показана на примере решения задачи моделирования свободных струй огнетушащего вещества из пожарного ствола. Представлены результаты проведённых на полигоне натурных испытаний и расчётов на основе выбранных моделей. Новизна заключается в формализации методов вычислительной гидродинамики, обеспечивающих приемлемые относительно целевых характеристик точность и время расчёта траекторий свободных струй, что может быть использовано при разработке систем автоматизированного наведения потока огнетушащего вещества из ствола пожарного робота на заданные области защищаемого пространства.
Computational fluid dynamics methods enable the estimation of gas-liquid flow characteristics, particularly free jets, while accounting for various phenomena. The jets analyzed in this paper exhibit significant geometric dimensions and high initial velocities, which increase the computational complexity of the models used and extend their calculation time. The selection of numerical methods and their tuning parameters is based on a step-by-step increase in computational complexity to a level that meets quality criteria: ensuring an acceptable calculation time relative to the problem being solved and achieving accuracy determined by the deviation of the obtained results from the experimental target characteristics of the jets. The selection stages are outlined, including an experiment to evaluate the accuracy of the considered methods and the principles for aligning experimental and calculated characteristics for validation. The efficiency of the proposed selection scheme is demonstrated using the example of modeling free jets of fire extinguishing agent from a fire nozzle. The results of full-scale tests and calculations based on the selected models, conducted at the testing ground, are presented. The novelty lies in the formalization of computational fluid dynamics methods that ensure acceptable accuracy and calculation time for determining the trajectories of free jets relative to target characteristics. These methods can be applied in the development of automated systems for guiding the flow of fire extinguishing agent from a fire robot nozzle to specified areas of the protected space.
Издательство:Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королева, Самарский федеральный исследовательский центр РАН, ООО "Предприятие "Новая техника, Самара
Источник:Онтология проектирования
Выпуск:Т.15, №2
Номера страниц:270-280
Держатель оригинала документа:Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Сибирский федеральный университет
Количество экземпляров:
Твёрдая копия издания отсутствует в фонде библиотеки
