автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Метод R-функций в исследованиях и разработках физико-механических полей для задач строительства

те од

PjHCfifTyp ПШШМ МАИШЮБУДУВАНЬЯ АВДШН НАУК УШМ

СУВОРОВА 1рина ГеоргНвна

1ЛЕТ0Д R -ФУШПЙ У Д0СЛ1ДЕЕННЯХ ТА РОЗРАХУНКАХ Ф13ЩЮ-МКШЙЧНИХ П0Л1В ДЛЯ ЗАДАЧ БУД1ВНЩТ0А

06.13.16 - засгосувакня ойчислюв&льноХ гехн1ки,

магематичного моделювання га магемагичних метод!в у наукових доол1даеннях

. .; ; , ■ АВТОРЕФЕРАТ .дисэртвц11 на здо0у?гя наукового ступени - докгора гохн1чннх науя .

На правах рукогшоу

i,

XepäiB - 1993 '

Робота викон&на у в*ддШ прикладкой иатоматики та обчислю-вальних ыетод!в 1нсткгуту проблей ишинобудування АН УкраЗна на кафедр! аа?оиатизац15Е виробництва та проактування Харк1всЬкого 1нкенерно-буд1в8льног,о 1нституту.

НауковиЙ консультант - акадеы£к АН Укрмни, доктор ф!аико-

иатеыатйщгих наук Риачов В.Л. 0ф1ц1Йн4! опонаити: акад&Л» АН Укрюки, доктор твхнЬшях науя Григорию R.Ü.

доктор ф! зико-имсиатичних иву к, профосор Кравченко D.i.-

доктор тах1г1чннх неук, профасорРвдно Q.A

Пров1дна усташва - Институт к!бврнетики 1ы.В.М.Глушкова . АН Укра^ки , '

Захист й1дбудеться " Оь).

J99jÜp

.oÜ

дин1 вауд. № IIIS на. зас1данн! сЙэц{ал{зовано5с вчено? ради Д 016,22.02 при 1нотитут1 проблей исшинобудування АН УкраЗЕни за адресов: 310046, Харк1в, вул. Ды.Пожарського, 2/10,

3 дисартах^еп ыохна ознайомитись у б1бл!отец! 1нституту проблем мааинобудування АН Укра£ни.

Автореферат роз!слано "/6'" 0 е/ 199 Sv.

Го

Вчвни* сакрвтар епв1#ал1зовано? вчено? ради доктор. техн!чних наук

Шейко ТЛ*

- 3 -

ЗАГАЛЬНА JCAPAIilEPHCTUKA РОБОТИ

Актуальность проблем. На eTani становления Укра*ни як не-аалежно! держави виникають складн1 вкономхчнг завдання в pi3Hiix галузях промисловостг, в тому числ1 i в будхндустрх!. Сучасний рхвень розвитку цинхлхзованих держав вимагае створення в Укра!-нх ресурсозберхгаючих i екологхчно чистих технологий будхндуст-pii. В уносах жорстких обмежень фгнансових ресурсов створення таких технологий можливе, якшо розробку будхвельних конструкцгй виконувати на високому науковому piвнх, використовуючи, зокрема, сучасний рхвень розвитку вгтчизняно* прикладной математики i * обчислювально! техники.

Серед метод: в прикладно* математики на особливу увагу за-слуговують методи роэв'язання крайових задач для диференщаль-них ргвняньв часта ннцхпох1дн«х, то моделюють поля ргзнок фхзич-нок природн /деформащйН1, силов1, гхдродинамхчнх, температура/ Методам роэв'язання задач математично? $1зики присвяченх дослхд-ження Л.В.Кантаровича, ВД.Нрилова, О.Г.Мххлхна, О.А.Самарсько-го, В.С.Владхм1рова, А.М.Тихонова, Bio М., С.К.Годунова, С.Л.Соболева та хн. Питаниям теорН Я -функцхй /функцН В.Л.Рвачо-ва/ та п додаттв до роэв'язання задач розракунку та оптимхза-вдГ рхзноман1ТНих ф13ико-механ1чних полхв приовячен1 роботи BiT-чизняних ученик, таких, як В.Л.Рвачов, Ю.Г.Стоян, В.С.Проценко, Т.Б.Схроджа, А.П.Слесаренко, Л.В.Курпа, Г.П.Манько, В.О.РЕачов, О.Н.Шевченко, В.Ф.Кравченко, 0.Н.Литвин,ТЛ.Шейко, Т.В.Гончарюк, М.С.Синекоп та ix учнхв.

Знания полхв дозволяе створювати вироби i споруди, ио характеризуются високою над!йн1стю, criflKioTio, довговхчнхетю, доброчнхетю, t забезпечувати ресурсозберхгаючу i екологхчно чисту технологию будхвельного виробництва. Завдання Д0сл1джен-ня полхв е багатокшпоненгням г тому ведами окладним* При опи-ci noniB доводиться враховувати pisHi фхаичнг i геометрйчнх фактори. Додатков1 трудной! мо«уть виникатя i через складн!сть закрнх в розподхлу noniB, як! в ряд! випадк1в мають велик1 перепади градхентхв, оооблиаостх в кутових точках мекх i тЛн. В будхвництв1 часто эустр1чаються конструкц!! ia складною reo-Метрхею /багатозв'язн! облает!, oCnacti з диопропорфев характернее геометричних параметр!в/. Розрахунок полхв для таких областей мае значн! трудной^ алгоритмчного га обчисливально-го характеру. 6 i 1них причини» якх породясуюгь необх1дН1СТЬ залучення додаткових ДОсШджен^ конс«руотивн;:х 3acOÖie i не-

TofliB прикяадно! математики. Цз диспропорция. $iaiwttHx'характе-. ристик сереДовщ» в йдродинамхщ числа Рейнольдса /Р.е/, що визначають вхдношення а'язких та Шрцхйни* сил* "Спо«1;Яне"/ла-MiHapHe/ поле, яке може бути при невеликих числах: Рейнольдса, стае "неспсшйним" /турбул1зуеться/,, якшо *4i числа велик!

1000/,' виникавть також вузадй примейовх шари, з'явля-ються вторинн! T64ii. Цим проблемам присвя^ен! роботи Л.Г.Лой- , цянського, Г.ШлихТйМга,,. ÄwCsippjttii,, №.6.Кочхна, t.А.Кибеля,M.B.Розе, J1.Д.Ландау,&..А>лДйди»еноько1,В .М.Пасконова,В.1.Полежаева, Л. Л. Чудова,Л.Р0ачова,!Р.1.Ш^ I ко, К.Флетч8р,.0..Ф.Кравчем«о,Н.Е, , A.S, Benjamin,

; VE.^Etnuj.Ka'Ki^-iteiottb' та- in.'У теплофхзищ при дуже великих температурах /Т>- 1000 °С/ пиникаютЬ пружно-пласгичн* деформащ!. Доапдкенням-таких пол1В; присвячен!: роботи Бэрезовського Ö.O., Рижкова Л.М. ,Блох А.Р. Ликова A.B. ,Коэдоби Ä.O.,Кутателадзе G.G., Петухова B.C..ПодстрЬгача Я.С.,Сяесаренко А.П..Рубаиова 1.Б., Цоя П.В.,My4Hit<a> Г.Ф.,. Братути 6.Г. »Беляева М.М.,Рядно O.A., Кравченко В.Ф. ,Т€Мн£:кова A.B.

Викладенх вище мхркування слхд враховуватй при розробцх метод1в дослвдення полхв, серед яких одним з ефективних е ма-тематичне моделювання. Матегиатичними моделями задач розрахун-ку полгв е крайовх задач! магематично! фхзики для диференцхаль-них оператор!в зчйстчннимцпоххднийи, якх являготь собою один з найважливших i Цайскладнших напрямкхв сучасно! прикладно! математики. Будучи магешгичними моделями р1зних зико-меха-н1чних пол!в, вони викликають постгйний хнтерес спещал1ст1в, як! працтть в Hat5piзнсман1тн1ших галузях науки i TexHiKH, в тому числх i будхНдустрхГ. Особливо актуальной е розробка унх-версальних метоДгв, то обумовлюе Можливхсть залучення системного програмування, яке мае хстотне значения для автоматизащ! наукових досл|джеНь в галузх крайових задач, створення систем автоматизованого проектуаання, п1дготовки хнженерних кадрхв. Розробцх теоретичних основ автоматизащ I -.програмування /в тому •числ1 i для задач математичног фхзики/ присвячен1 дослхдження 1 .В.Вельбицького, В.М.Глушкова; А.П.бршова, Д.А.Коряг1на, t.M.Молчанова, В.Л.Рвачоваj t.В.Сергхенко, Е.Х.Тиугу,Г.6.Цейт-Л1на, К.Л.Йаенко, М.М.Яненко та хн. Методологхя i принципи створення пробяемно-орхентованих мов i систем, в тому числ! i в буд1вництв1, розглйдалисй в роботах В.В .Воевод! на, М.М.Горбу-нова-Посадова, О.А.Гусакова, В.ПЛлына, B.I.Карначука,В.Я,Кар-

пова, Д.А.Корягхна, ВД.Легонькова, 1.1, Ляшко, Г,П,Ыанько, I.Г.Молчанова, В.О.Наггнськоз!, ОЛ....ре?визч;!ково?, Б.Л.Рвачова, 1.В.Ьерг1енки, Л.М.Столярова, О.С.Стукало, А,О.Стогн1я, К.Л.Л^он-ко та хн, Одне з найважлив1сих аапдаяь, постаплених парад сучас-ними спзвдалгстеми в галузях <5уд!ндус?р!1, - удосконаленнл технолог! чннх процзстп. У зв'яэку а дам слгд розвипати прикладну математику, широко викорасговувати зассби сбчислювальнох технтки при рвал1зац1? р1зних частин проекту, а иайголовн^а, при лро-ввденнI автоматизоваяого вар1антного проектупения на початко-вих етапах викон&ння проекту. Тому завдалня доелтджоння I розра-хунку фхзико-мехадчних полгв е актуальним в галу:^и будгввльноХ 1ндустр1£,

Роботу в икона,чо за науковими напрямкаш; з 1973 року по 19с>7 рхк э 1нститут1 проблем машинобудузашл АН Украгни: планом ПрезидГг АЦ УРСР (Проблема 1,13.6) "Застосувадая обчислювально* технгки в процасах управления, прооктува.чнл, няукових дослхдквн-нях", тема "Створання на основ! теор^ парспектавно-

го програмного забззпечення 1 систем» ортентованнх на розв'язок задач математично* фхзики, як* модзлеать вэаемод1вч;1 фгзико-мз-хан!чн! поля" (шифр 1.13,5.12), (!!-ДР 0№Ю016839); д/б темою "Розробка бфактивних метод!э I ствсрзкня автоматизопаних систем програмуваяня (генвра?ор1в програл) для ¿нианарних розрахунк!в фхэтннх пол г в в маашнобудувашЛ Ц(ДР 76077046) { д/б тагоп'Тоэ-виток матеыатично'£ теорН № - функц!й 1 створзння автематизовадого програмного забезпвчвння сучасних 1£0М для розв'лзаннл ¡задач. досл|дження розрахунку 1 ептимхззд!! ф1зико-мвхан1чиих пол1в" ЩР №60023121); д/б темою''Розробка модулу методу £ -функций ро-зв'язку крайових задач математичноз? ф1аикии <ШИ21012354)} темою"Удосконаленнл конструктивна эасоб|в теор!^ к -функцЕй 1 створення нових вврс4й (для 6С ЕОМ) генараторха Ирограы с9р1г ПОЛЕ" (ДР Ш1640057174); г/дтемйэз £нс«игутом ^бернатини В.М.Глушкова АН УРСР "Створення системи ПОЛК 6С (ДР №1840082146)1 з 19с 7 року пс 1992 р£к в'Харк1вському 1нжвнврно-буд1вольному 1н-стигМ: науково-техн!чною ПрограмдаДКШ1 СРСР (шифр 0.74.0Й, зав-дання 0o.0I.09 СЗ, С 24а) "РозрсСити рекомвнДацГх По п1Двищвнно над^носп систем повНрякого . опалення» ввнтиляцН 1 кондйц1о- . нування псвИря"; цгльевдй комплекенбю програмйаШнвузу УРСР "Створення : розвитон систем аятсматизсвайого проектування (САПР) та 1х птдсистеми" на 19Ъб-1990 рски^ (заедания 111.3.1); пос*ано-

вопШнвузу УРСР № 6Ъ В1Д 31 березня 1992 року, програма 7 "Ство-рення творх!, метид1В математичного моделювання 1 чисельного ана-лхзу лЪййних та нел1нхйних процесхв деформування I руйнування складних просторових конструкций".

й!ета роботи - розв'язання науково? проблеми, яка мае важливе народногосподарське значения: створення перспективних ресурсо-зберггалч'Их та еколог!чно чистих технолог^ в буд1н,пустр!1 на ослшвх тесрхI -фушцхй, конструктивних метод!в розв'язку крайо-вих задач, розрахунку г оптимгзац!! геоыетричних параметргв буд!-вельних конструвдй складно? форми, ЯК1 експлуатуються у важких виробничих умовах.

Для досягнення нанресленоМ мети були поставлен: I розв'язан! так! основн! завдания: виявлено класи завдань, яга мають важливе народногосподарське значения в буд!ндусТр!1 для створення ресу-рсозбвр!гаючих 1 еколог1чно чистих технолог!й{- створено, обг-рунтовано 1 досл!дженО новх математичн! модел!, яга описують ре-альн! процеси 1 об'екти складно? геометрично! форми в буд!вницт-в! {одержано структур« розв'язк!в,проведено розрахункиА оптим!-зовано ф!аико-механ£чн! поля з особливими ф!зичними характеристиками середовищ у складних буд!вельних конструкциях; створено хнтелектуальний !нсГрументар!й 1нженврам-досл1дникам ! проекту-вальникам у вигляд! комплексу ыатематичних, програмних, ыетодич-них 1 технтчних засоб1В для реап!эац!1 САПР буд!ндустр!1; впро-ваджено результати досл!джень в науково-дослтдних, досл!дно-конструкторських, промисловик 1 учбових орган! зацгях.

. Основн! нов!: науков! результати. що винесено на захист:

- перспективн! ресурсозбер!гаючи ! еколог!чно чист! технолог!г в буд!ндустр!5;.

- математичн! модел!: I) стеркньових конструкц!й багатозв'язного профилю в умов ах складного навантаження; 2) взаемозв'язаних пол!в стац!онарно!с теплопровг дност! ( термопружност! к термопластичнос-т! в металург!г; 3) плоскоЗЕ теч!1 нестисливо1 в'язког р!дини для г!дроакустичних випром!нпвач!в ! тешюутил!затор1В (поля-аналоги)} 4) температурних полгв теплопровод!в, прокладених у грунт!; 5) температурних пол!в ТВЕЛ!в толкового обладнання з киплячим шаром;

- конструктивн! методи розв^зання л!н!йних ! нел!н!йних"крайових задач буд!ндустр!1: I) структури розв'язку задач скруту будтвель-них конструкций, що м.-шть геоиетричнт исобливиста (вртзи, вклю-

чання, об'еднання роз них форм); 2) алгоритми I методи розв'язку зкгшпних крайових задач стшдснарн-.л 'гешюпро«хдносТ1, терьюпруж-ностх I термопластичносто в осесш-.етрични^ областях склодньт фор— ни;3) методи розв'язку иелхнхйних задач Г1дродинам1ки для великих чисел Рейнольдса ( /?г > 1000) на иснопт поолхдивнил наближень за цими члслами;4) структури розв'язку Ч'екпер.тгурних полть навкили теплопроводов,прокладенкх в грунто; 5) теоретично основи побудови структур для р1зних оребрень кинвектквних пиверхонь ночей;

- результат рсзрахунков I иптимхзшдх геометричши параметров будгвйльних конструкщй склмдни! форми, яко експлуатуютьсн в важ-ких виробничих (динащчних, температурних, хомочних та он.) уми-вах: I) конструкцо? стояка за тавщиною С1дла при ксрспадг темпз-ратури за радоуеом в тхл1 стояка порядку п областо содла порядку 900и з ТСВ1ДИНОЮ с1дла менше 0,1 м; 2) конструкцой каяалов те плаутилгзаторов для гнтенсифхкацгг процесу турбул1зац!х; 3) розрахунок конструкций I виб!р оптималы-шх, в умовах эаданих обме-¡кень, динам1чних I геометричних параметров го:дроакустичних випро-монювачхв (форсунки типу "вхсомка"); 4) розрахунок температурних полов теплопроводов, прокладених у грунта, для зиконання САПР теплоцентралей з прокладкою зворстноги трубопроводу без 13оляц1о}

- автоматизовано проблемно-ороентован! программ ксмплекси:1) подсистема СТРУКТУРА для задач розрахунку етеркнхв багатсзв'язного складного профолю; 2) система СТОЯК для ксмплексногр розрахунку температурного поля 1 напружено-деформованого стану оп!рних стояков при прушому деформуваш! матеро ал у; 3) подсистема СТОЯК П для розрахунку о оптишзшдхо геометричних пapaмsтpiв опорних сто-як1в при термопружнопластичному деформуваш^; 4) система РО^Е-БН для орга^зацог учбового процесу в клас£ АРМ За дисциплинами "ТЕШ1Й10СТАЧАЛШ", "ТЕПЛОГЕШРУКН! УСТАНОВКИ", "ОСНОВИ ЕКОЛОГИ

1 ОлОРОШ ШШКОЛИШЬОГО СЩДОВЩА'1, "МАТйМАТИЧН! МЕТОДИ.1 МОДЕ-Л1 В ЕШЛ0Г1ЧШ СИСТЕМАХ"; • л

- шляхи побудови перспективних САПР твшюгенвруючих установок}

- не -.снов! обчислювальнсго експерименту в!дкритб ф!зична 'явище па^4 \:-я тиску в камер! форсунки типу "в!с1мка" 1з зростанняы числа Рейнильдса. *

1йр^одн1сть о обгрунтован!сть теоретичних положвнь, вис-Н'.вков I одчряаних результатов визначаються Погоджен!стю з ре-

зультагами I висновкаг.ш пших автор!в, ггоргвняннтл одержних результата з в!дог,шш точными розв,язкама, в ряд! шпадк!в з скспериментальними давима, заогосуванням рх'зних копсгрукхявних засобхв теорх! Р -<Тункц!й. '*

Практична Ц1нн1сть. Створен! ресурсозбер!гакш ! екологхч-но чисгг технолог!г в буд!ндусгр11 забезиечуюгь: г.гаятавхсгь науково обгрунтованого вябору роэробниками дослхдних г про-ектно-конструкгорсъких орган!зац1й оптимальних з точки зору механично! м!шюст! стердаьовмх конструкций, як! працююгь в склад-них дииаьпчних, темпвратурнях га х!м!чних умовах на основ! анализу 1нтсгрально1 характеристики жорсткост! при скрут!. Це дало можливхсгь сформулюваги персдумови доя створення експергних систем по вгдновленнп буд!вельних коаструкшй; розробку оршл-нальних конструкций, опорнкх стоякгв мегодичних нагр!вальних печей. Оптиьгёзацхя геометричних параметр!в опорних стоямб дозволила зменгсити загальну поверхнв поперечних груб методичнях на-грхвальнлх печей бхльин1ж впхвтора раай, значно скорогитя втрати тепла ! витраги палива при одночасному зб!льшенн! довго-в1чносг1 роботи Печей з трьох-семи мхсяц!в до двох-трьох рок!в за рахунок пхдвищення механхчног мхцносг! стоякхв. Це е наоч-ним прикладом можлипост! створення ресурсозбер!гаичих технологий;' розробку оптимальних в значенн! гурбулхзац!! конструк-хЦй каналхв тепло.утиизаторхв в систем! кондиц!онування повхт-ря для пол!пшешт са[птарно-г!г!ен!чних умов роботи га захист.у навколишнього середовища, як! забезпечують Ьисоку технологхч-н!сть виготовлсння та 1нтенсивн!сть процесу теплообмхну при в!д-носно невисоких енерговитратах I невиликих величинах плода,яка займаегься, скорочуючи при Цьому площу система кондицхон.ування майже вдв!ч!. Це характеризуе "моюшв! сть створення р!вною ).п-рою ресурсозбер!гаючо! ! еколог!чно чисто! технолог!створення ресурсозберхгаючих технологий будхндусгр!!, основанлх на розробЦ1 оптимального за конструктивами х данамхчними параметрами г!дроакустичного випром!нювача, якйй широко мозие пикорис-товувагися в прокатному виробництв! для Ъхолодженкя прокату. Застосування форсунок оптимальних конструкЦ1й для вторинного охолодкення МЕВЗСмашияно-безперервневиливанйй заготовок) дозволило не лише у вхмм-десять раз!в скоротити вмграту води на охо-лодження заготхвки ! як насшдок зменпшти виграти на оборотний цикл водопосгачання, а х збхльшяги швидкхсть роэливки х полхп-шити як!сть металу.

* -9 -

Метода розрахунку I оптим1зацг! об'ек!г{в складно! геомет-ричнр! форма, вякладенг в дисертат.шхй робот!, можугь бути ви-корисган1 при реконструкцП житлових забудов шсг при створешп систем автоматазованога".йроекгува(шя в будгвницгвх, маншнобуду-ваннг, в моталургИ, зокрема при вяробнацтпг гарячого г холодного прокату, в отвореннг перспекгивних ресурсозберхгаючих I еколог1чно чисти» технологШ, а саме: при очичеш« пархв пилу в скруберах Вентур: забезпечити гонку очистку за рахунок створення краплини г.икрошшх розм!р!в пдроакусгичнпм генератором; за рахунок 1статного скорочеиня внтрати води на охолод-ження прокату (приблизно в 10 раэ1в) зменшигя продуктивность "брудних" оборот« цикл {в прокатного виробництва, що здешевить 1х будхвництво й експлуатацхо; застосувавш гхдроакустичний генератор дая виготовлення дво- 1 грйфазних о.ум4шей, наприклад, сугипп воде 1 пальмового масла, одержат б!льш однорхднх др1б-нодисперснх нерозд1льК1 сум1ш! 1 *стогно анизити ви грату пальмового масла на прокатку холодного листа (жвротО, Пальмове масло купують лише за рубелем по понад 10000 долл. за тонну. Результати робот можугь энайви : засгосування в розробцх гехихчних засоб!в пожзрогасЫш при оптимхзацх! кон-струкцхй ствол1в.

Реал!зац1я 1 впоовадяення. Одержан! резулЬгатй впровад-кенх у вигляд!: ск1нченноелеменгного комплексу програм дйя САПР з передпроцесорною 1 поогпроцесорною обробкою 1нформац1I на ВО атомного гурбобудувайня "ХаркхвськаП гурШнйЙ завод'1 в 1988р.з участп на пая* особа, яка бажаз одержав йауковий сту-мнь, в сгвореяя! економ£чного е$экту 47,677 тис.крб. (в Ц1нах 1990 ,р.); розрахуййу герМхчних напружень I Температурних по-л1в стацхонарних опорних стояк!в 1 оптим1эацН 4х кокотруктив-них параметров на нагр1вальних печах стану "300" Узбецького метзаводу в НВО "Ейергосталь" в 1991 роц: з у^ас'тп на паях 1пе! особи в створенн! економ1чного ефекту 565,9 тис.крб. (в цхнах 1990 р.); програмного засобу "Система для розрахунку ф1зхко-механ1чнях пол1в" в УкраЗГнський республхкансышй фонд алгоритшв I програм, 1нвентарний № АП 0162 В1Д 16 липня 1987 року; спецгалгзовано! сисгзми РОЛЕ-ЛН для роэв'язку задач дослхд^ення, розрахунку I опгишзацИ ф1зико-механ!чшвс гквдв, цо виникаигь в буд1вельних .елементах, в Харкгвському 1Иг,енерно-5.уд1вельному 1нстигут1 в 1991 роцЬ ЗагальниЙ еяо- , ног.нчний ефекг силадае за 1988-1991 рр. 631,477 гИс» крб.

Документ, що мдтнердаують вироваддення, знаходяться в спец!а-Л1зсшший ряд! по захлсгу докгорсъкнх дисертацхй.

Апробац1я роботи. Основа! положения х результата дисерта-ц!г допопхдалися I були схвален! на У1 Всесоюному се«1нар1 по комплексах програм матемагично! фхзаки (Дн!пропетровськ,1979 р.); У1 РеспублпшНсыай кошТюренцх! "НелШйн1 задачх матемагично! фгзики" (Допецьк, 1987 р.); на республхканському (УРСР) семхнар1 з прикладних мегод1в математики ! кхбернетики (Харк1В, 19731987 рр.); на 45,46 науково-гехн1чнях конференцхях Х1Б1 (Хар-К1В, 1989-1991 рр.); республхканськИ науково-мегодичн!й конфе-ренцЛ "Екологхчна пхдгоговка спецхалхсгхЕ в хнженерних вузах" (Луганськ, 1991 р.); на науково-техн1Чй1й карад1 ОПТП НЮ "Екер-госталь" СХаркгв, 1991 р.); мгжресдубл!канськ!й на.уково-техн1ч-Н1Й коиференцИ "Чисольн! метода розв'язання задач буд1вельно! механ1ки, геор11 пружаосг1 1 пласгичносг1" (Волгоград, 1990 р.).

У Ц1лому робота доповхдалася на нарад1 лабораторх! авто-маглзац!! лдробшчих процесхв 1нсглтугу машинобудування 1М. О.А.Блягонравова Росхйсько! Академх! наук (м.Москва, 1992 р.)! на засхданих кафедри автоматизац!* виробництва ! проектування Харк1вського хнкеиерно-буД1велыюго пютитуту (м.Хар£«в,1992 р.); на науковому семхнарг В1дд1лу прикладно! математики 1 обчислю-вальних методхв 1исШгуту проблем машинобудування Академ!I наук Укра1ни (м.Харкхв, 1992 р.); на пауковому сеы!нарх кафедри ПрикладноГ'газово! динамхки х тепломаоообм!ну Днхпропегров-ського державного унхверсигету (ы.Дихпропетровськ, 1992 р.); на науково-гехн!чному ссмхнарх шституту кибернетики 1м.В.М.Глуш-кова АкадемН наук Укра1ни (м.Шв, 1992 р.); на науковому семх-нар! 1нститугу механ1КЯ АН Укра1ни (м.Ки!в, 1992 р.).

ПублгкаЦ!За гемо1 дисергацг! опубликовано 30 наулових праць.

Структура х обспг дисертацН. Дисергацхя складаеться 13 вступу, п'яти глав, виснонку , списку л1тератури хз 105 найме-нувань, вмхщуе 90 рисункхв { 14 таблиць, всього 299 стор:Ыок.

Ш1СТ РОБОТИ

Всгуп висвхглш розвиток теор11 В -функц1й в задачах матемагично! ф!зики при побудовх р6зв'язк1в в областях складно! фор-ми, П1дкреслюе, що будп1дусгр1я мае Ц1лий ряд проблем, зв'.яза-них з досл1даеш1я.м х розрахунком пол1В в областях з великим перепадом геометричиих параметрхв, як! мають диспропорцию <ш-

зячних характеристик серодовищ, вмхг.уе. обгрукрувэкня актуальности ц1е! проблем, дав загальау характеристику вдконано! ро-боги.л

У первгёй глав! вводиться вязначеиня структура (загалыю* х частково1)розв,ягрукрайово! задач!, оператора продолжения мояо»' вих значень, Розглядаеться обчцолювальгшй експерямант як новий зас1б теоретичного досл1даеняя складних процесхв а будхндуогрхХ, як1 допускаюгь математлчний опис, Методология обчислювального експерименту хлюструогьоя конкретна® задачаш розрахунку тшв рхзно! ф!еично1 природа для складних геомагричкю: областей в умовах ек«рлуатаци систем ПОЛЕ, Проводатъся аналЬ спэдхалхзо-ваких систем сер!): ПОЛЕ, ггрязкаченюс дпя розв'яэадая крайових задач магематично! фгзизд г дослтдчення рхзних ф1зико-г.?охан!чних полхв. Перед розробниками систем ПОЛБ стояло гхкгешт про автоматизации програмування Формул структура розв'язаипя дос1льир5 нряЛо-во!£ задачЬ Це питания виршено озгворекням пгдоастеш "СТРУКТУРА". 3 1! допомогою автоматично здЫонюбться хтобудэва формул взгляду 1/а Ь(Ф,(4) )+ (ж.), цо о коордашагииш послхдов-иостяки- наэваних В.Л.Рвачовям структурам,! розэ'язблькрайоалх задач. Роз гляну го перспектив« розгпгку систем ¡ШВ.

У другой глав! наводятся метода г спооаби розрахунку полхв в стержнях багатозв'явного проф!ло при екрут! 1 впишх.

■ Задача округу стержн!» багагозв'язяого профиля зводагься до знаходдення фунхсцЦ^напруг (/ ('X' з такого р!виягшя;

з медовиш умовами II = Щ на ¿¿¿(I я 0,1,2, да (/¿~ зна-

чения функцЦ и {X, у,) на кониурх /л; . Поилавш V,- 0 на зов-ншньому контур! ¿л0 , значения :шв!домих сталях ¿^./"/¡г, на вну£ршн1Х контурах парегвйу ,

¿•л,.-.., ¿> внзначвмо !з

сгйввгдношень ..

и. 4

що являють собой аналхтичний зярэз тоорэмя Р.Бродга про цЯркуля-Цгв догично! напругп при скругх.

ъадача внгяну стерт ¡и зюдпгъся до знаходашг функиИ X гармонично! з облает!перзр1зуГ1 !гщо задоволшяв

краПопу" умотг? ..

#-1 гГ-¡Т^Ф'В^'М^

О - стала Пуассона. Ця задача зводзться до визнзченшт функцЦ, ¡до решпзуо иШиум фупкцхопал^

■Л- л. S

на функцию X ¿ложна таких краиових умов не накладам.

Розр'язаноряд задач розрахунку иорсткоси при скруи стеркс-

hib, що мавть особдагюсгг у сягдедг Bpiaia. У процеех дослхдзен-

ня роза'язання цих задач буяо показано, що структура однор1дно"!

' задачг. Дяргхло (/ = ¿¿Ф иоха не задовольнята в точках ( ) на

Bpisi (щШи i) удаву . /Т.Ч.

M^S -

avi lx--xl " аУг x»»*.

Це означав, що вдкорисговуичи структуру V в описания си-

туациях мсжна яе набдизигися до точного розв'язку. Були запропоно-вангдеяй п!дходи, як1 використовуваяися для усукення вказанюс недолШв.Для сдержедня розв'язку булл побудованх спец!альш струк-;тури розв'язку г-* . П

C/^iL^ir¡.,де

lO (<Г| j - значешя а' ) в точках максимуму; /V - кхлькгсгь максимума в областх.

Геомегрхя облг&гей будувалась таяож з використанням формул вхдсхчок з нормалгзацхзо:

^ h.nrr—t , u ; , я ^

л

У

, л о.

- 13 -

В рамках сястеш ПОЛЕ - БВ з впкорисгашши пгдсисгемп СТРУКТУРА розв'язаноклас задач иатематично! фхзики - зй^ачх округу призмагичйих caepaiifi з поодиозв'язмм поперечнкм nepepi-зом. Функц1я яапруг V ('.V, и,) з.чаходцгься g уиови мппмуку сГтунк-

JX. ú¿ t ,

де X¿= COit-üí- невхдомх ыяозгяикв Лаграшха. Pi вишня мак обласс^ структури розв'лзк1а будувалися па баз! коггсзруйгивтого ana рагу reopií R -йункцМ. Структура иас взгляд *

ík_ (

u>tl ¡Mi

У¿ - í3¿ , ' i^i-fv,

де f¡¿ -U¿ ~ зйачення фунхсцх! напруг на контурах як1-пхддя-гаигь визначеннэ; ^zi - вгдповхднх р1зйшгня мэж h± ; - рхв'-; кякня Meni UD ; PL - невйзкачена компонента структура, поенэ по-СЛ1Д0ВН1СГЬ апроксимацН'ших фун::ц1й (полíнога! Чебншевй, сплайна); U¿ = P¡¿, ~ миожники Лаграняа,як1 та кок сл!д визначити.Одергя-hí мрозв'йз'кй для pisHiix неоднозв'язнкх сопераадвх перегинхв, наводиться карюши лхнхй рхвня, що харакгзрлзувгь лкгап картина поля напруг; Наведен1 розробкй моиуть знайти 'Ьастосування при створеннх експсртнях систем по в!дповлекНй будхвэльнйх конструк-Ц1й, якх в tíobraocri маить' вигляд празмагячиих стержигв з порож-шшами. 1нгогральйа характеристика коротком1! при cicpyri може( служит ohíhkom довговхчносгх будхвзльних конструкций.

У rpeTia главх наводиться методика розрахунку терм1чшх ¡ напруг i гемяературлих пол1В стадхонг^нпх онорнлх стоякi в на ' нагр1вальних печах стану "300" металургхкнпх заводхв. Досвхд.: . експлуатацх! опорних сгояк1В на нагрхвачьних- печах сортових ' стагпв показав 1х низьку експлуагацгйну надШпсп-. Через 1,53 míchuí роботи онорнх стояки виходили з ладу черзз втрату ме-ханхчноХ MimxocTi. *1снуючх методики, hkí застосовуються проект-гонга шститутами, не дозволяли виконуваяа розрахунки по визна-ЧОНИП ОПТИМЭЛЬНЙХ КОНСТруКГЙВНИХ p03MÍpÍB опорних СГ0ЯК1В 3 104-15и п!ору рзбозпсченпя 1х высокого строку сдуяби. Автором досупд-•T.üi i "j:or 'Aeni розрахункя геометричяих паракзтр1В охолодаува-irnx í i-": исгохйчиих яагргвалыигх печей методами обчислэ- .

валыюго експерименту. Опорний стояк розглядатимемо як осисимет-ричпе тгло складно! форми, що знаходиться шд спливом тиску охо-лодно! р1дини в стояку i терм1чних напруг, обумовлених не-piBHOMipnicTiD температурного поля. Тиск охолодно! , _ рхдини i те'плов! режими печ1 не змхнюються У 4aci, оскхльки процес в печ1 вхдбуваеться дуже пов!льно i моаке ввакатися стаЦ10Нарним. Тодх розрахунок напруг в стояку вводиться до посл!доаного розв'язку задач стахдонарно! теплопровхдност1 i тэрмопруаност1. Якщо в де-яких точках тхла напруги перевершують ые®у текучостх матерхалу, то в тхлх з'являються пластичьи деформахц!. Розроблена методика розрахунку змхианих крайових задач стацхонарно! теплопров1дност1, термоиружностх i термопластичностх в"осесиметричних областях складно! форми. На першому етапх по початковИх даних про теплов1 режимп на поверхнх стояка розраховуеться розпод1л температурного поля Т {1 ,2)як розв'язок нелхнхйно! краГшво! задач1 стационарно! теплопровгдностх

э граничними умовами

A.^+^CT-TJ.-O на.ЯК)

+ на «V

на$умова променистого теплообжну по закону .Стефана-Больцмана з середовищем при температур! 'Tj- ,

|т =0 на Se , на Sc

Тут t , % - sMXHHi цилхндрично! системи координат, V -зовншня нормаль до межх области А„ - коеф1цхент теплопровзд-TOCTi матерхалу, котрий в загальному Випадку залежить В1Д шука-ио! температури Лв=А,(Т); rLx - коеф1щент тепловхдцачх зов-нхшньо! noBepxHi стояка; £ - стущнь чорноти зовнгшньо! понерх-Hi стояка; «¿^ - коеф1ц!ент тепловхдцачх чвнутршньс! nosepxHi каналу, розшукуеться по масовому розходу та miouii поперечного пере-рхзу каналу;

Gl = 5,67 Ю-8 Вт/(м2 К4 ) - стала Стефана-Больцмана; - температура охолодно! рхдини, яка залекигь Bifl II тиску та визначаеться по таблицх насиченостГ. 1снування та еднхсть розрахунку тако! задач1 доведено Березовським A.A., Бхрге-ром I.A., Бхляевим М.М., Рядно O.A.

На другому етапг по тисну р!дини всередин! стояка^ роз-под!леннга температур« снаходиться розподхл перемхшень, напруггде-фориацхй розрахункомстахцонарно! задач! термопластичностг 1тера-цг йним методом перемг нних параметр! в пружн^егх, який е одним з вархантхв методу послхдовних наблияень. На кожному кроц! такого хтеращ Иногопроцесу роэв'яаусться змхшана крайова задача термо-пружиост!

64£ * м. (Д£)+** т**а ^* ^ * ^'

гх V '!

де

Г^^гч ТС ^ъг ъчГ >

з граничними умовами

+ ¡¿¿г/МЧ 1

Кг иу^сп'^п;)^, ]

О; г

на

на

N.¿=0,6^=0 на Б0 , П^о 1 6гг =0 на 5С)

Де б- - £/['¿0 -¡у*).! -модуль зеуву матерхалу; Аз^/д^О^*^)]" стала Ллме; Е - модуль пружност! матерхалу; - коефхтцент Пуассона матер1алу; - коефхщент теплового розширення матерхалу. Прунш стал! обчмслюються 9а попередщм наблияеНням за допомогою спхввгднопень . 1

1р = 3Ег£^] ~ параметр пластичноси. ТакиЙ хтерац1йниЯ

I -16 -

проц';с оаверауеться, яка о даа посл!доених наблияоиня даоть бпкзь-к: емачен'гя nonio пзргмЫзнь. Розйк80кнзл1н1йно1 крайово! задач! •ransonpoaiflHocii енахоДшеься структурним методой з використанням чаотховог найдросншо! структура i кусково-яШ Енях сплайнхв на трикухкиках Для находаення неазкачених компонент структур. Одержан: при цьсму алгоритма ыожна роз^лядати/як одну з реагц за[ц й ые: . году скЬкенних елшент!в з адоково-яШЙжми базионши функциями. Иоофхщектй наоаначених компонент структур« зь'аходятьсй якпо-зегйвнпй роза'язок сл1нчэкнварного вар1ац!Йного вира а у

TeW^TÎM^O,"' _

Ц, SfcL

s^. : stk

, . V

! до ^¿-boixrM ¿мрази аиглдау,Д1 Ci^fe) = - просто-L z 1= i V '

, posa sMiHHa в U\. ' ' 4

В цьомз? Jjîбнянн! SjcK. означав меку внутрхшньо! поверхн!, a - Mûiy.30BHiOHt>oï поверхн! стояка.

Saatcrb цього рйвняння розглядаетЬся послхдовнхсть «iHitax napiaqiilHMx р!внянь

Jil^f1^иИт^ЛА*

4-5^г(Т1+6eJi[(f '*)* -T/Jtvds^ VtfelVt,,

T ^агТ + (4-'<е) Г , ,якщо | (t,i)r0-

(.Т «Т , явдоТ 3 умовою, ПО I с О,

га - поот!ЙниЙ параметр релаксащь

, На кояшсму ироцг хтерацхйного процесу рогз'дзузться л!м|й.ча задача теплопроводное?!, я;са вводиться до сийтами лхпхйних ал-гебракчних р1внпнь порядку Розв^язок тако! система знаходить-ся методом Холецького. Параметр релакс.ацх! ® отходиться чн-сольнкм экспериментом для дано* конкретно! задач!.

Розв'язок задачх теркопру-шостх такса знаходиться структур-ним методсы. Неозначенх компонент» структура энаходяться методом Рхтца а умов шнхмуму функционалу

з>*

Эк- г

-ТЦШ^уШг', -

Для комплексного розрахунку температурного поля I напру-

жено-деформованого стану опорних стоякхэ при пруиному

деформуванн! матерхалхз розроблена автоматнзована система

"СТОЯК", яка посл1довно розв'язув так! задач!: I/ введения

початкових даних про геометрхю поперечного перер!зу стояка,

теплоф!зичнг . ! механхчнх властивост1 матзрхалхв, темпе-• ... ратуру холодоагента, величину - ! розподхл по иена теплових

х механ!чних навантажень; 2/ побудова триангуляцх! облает! поперечного перерхэу стояка х роарахунково! с!тки; 3/ розра-хунок температурного поля в стояку; 4/ розрахунок поля перэ-и1щень; 5/ розрахунок поля н&пруг в Т1л! стояка , висновок про результат« розрахунку у вигляд! таблиць х картин лхнхй рхвня.

Дчя розрахунку стояк!в при термопружнопластичному деформуванн! розроблена подсистема СТОЯК П. Структура ще! П1дсистеми хденти'чна структур! системи СГОЯК'за винятком того, шо на остан-ньому крош реал!зуеться метод змхнних параметров пружкоси для

- JB -

роза'язку задач териопласгична стх в порешщсинях.

Був проведений масовяй чисолышй експеримент, якпй показав, що температура в tijix стояка практично не зшшосться за висотою, а змпт п за радхусом близька до лхнхйно*, температура при цьо-му змхшоагься В1Д 813 °С на внугршнгй поверхи стояка до 1200 °С - на зовяхшш, тобго перепад температуря - порядку 210 °С. В област1 схдла перепад температури значно впщий i дося-гае майже 900 °С. Вказаний температурили перепад викликае появу в KOHCTpyKUii значиих терм!чних капруг. Найбхльш високий pieenb наируг ело стер: гаегься при цьому в облаегх поеднання С1дла t3 стояком, InreucHBHicib напруг при цьому досягас 225 ШТа. Доведено, ню мхцнхеть опорного стояка можна вйгльшитя, вибираючи най-кращин способом товщнну ехдаа i диаметр внутргшньоХ труби.У роз-гляцутому дхапазонх змгнк конструктдввих napawerpiB стояка най-кращою о конструкция з толщиною с!дла Ь, = 0,072 м i дхаметром внугршньох груби &L - 0,13 м,

У четверги"! глав! накладена методика розв'язання келппй-них задач Г1Дродинам1«я, яка дозволяе здхйснюваги тбгр оптималъ-них геометричних параметр!в у буд1волькому виробнищв1, наприк-лад, сисгеми коядицхонуванкя повгтря i вентилядх*, способа охо-лодкення неталу з розпиленням води в прокатному виробництв1. Дослхднэння {лзячних процеохв показали, цо в цдх двох галузях буд1ндус?рй виникаюхь однаковх пробдеми, шв'язанх з розрахун-ком ¡глзйко-мехапхчк'Зх полхв, Масеиагачнов модвллю е плоска те-чхя несгисдашоХ в'язкоХ рхдяни для гешюутилхзаторхв i гхдро-акусгнчндх випрсахиввач1в (поля-аналога), hki описуються системою рхвиянь

Н/Ш -vaV=0- ■

ах . Р ¿ж.

гх. bf sWfl.tf.

I» af '

дэ nspai два рхвшшня е р!впянпя Нзв'е-Стопса, граге - р!внян-ня керозришосг! руху. Переходами до tfsaposMipmix ларамегрхв, перемаезтобуваваг, па характерною! розмхрами довжииц i швидкостх i »зэдгев сугтцх! cspyuy 'V i mxopyiO , састека зводагься до

лЬшЪзэГО pilsytHHK

д ay.. +Pi 'q^i _¡у (п. гппс|\

- 19 -

UIyitani фуняцН струму i шхору залежать в!д числа Рейнольд-са (Re), яке характеризуй в!дношення сил itiepuiï до сил в'яз-Kocri i визначао !нтенсивн!сгь вимушеяо! конвекц!!. При роэп'язан-н! ргвняння вшшкавть груднопц, пов'язанх а наявн!сгю малого параметра при старшей пох!дн!й (I/Re ) i нел!н!йн!стю вихщюго оператора задач!. Наявн!сть малого параметра при старшй шшд-н!й призводить до велико! кривиэИй (резкому перепаду градгентгв) розв'язку що в!дпов!дае появх у ст!нок областей при великих Re примежового пару ( товща якого пропориii'ma 1/fRe. Нел1н!ин!сть оператора, типова ддя систем г1дродинам1чного типу, обумовлена у пипадку нестисливо! р!дини tHcpuifiniiMii складовиш в р!вняннях К1лькост1 руху. Бее це призводить при Re.»I до створеннЯ вель-ми складних течгй, i в ряд! випадк!в явище обчиетювально? нестгй-кост! важко в!др!знити в!д можливо! складно! поведхнки розв'язку. У б!льшост1 випадкхв для кожного типу теч!й в деякому диапазон! чисел Re генуе.единий от!йкийсгац!онарний розв'язок р!внянь Нав'е-Сгокса, для одержання якого можна вякористагл або cTauioHapHi р!вняння, або нестац!онарн! при L ><*> (метод установления). При збиьшенн! числа Re стац1онггрний розв'язок перестае бути еданим i починае залежаги в!д початкових даних.Розв'язскргшшшга подамо у вигляд! t + ^ . де % = Ц*Р , *}'0 = uyfо ~ в!дпов!дно однорхдна i неодаорхдна частини структури, - продовження граничних умов всередину облает!, одержалий за допомогоо формули "склейки ". В TepMÏHax , Ч'о р!вняння буде мати вигляд

Re /лпЧ ta^ эх эх j Щ дх.

+ bà% , В^о "M4i- ХдлФ + + >х df- ~ ReaDkTo+dy tx, Ъъ ЪЦ,

Для проведения обчислювального понесу нел!н1йне рхвняння в дан!й podori було подано у вйглядх посл!довност! лхн!йних pis-нянь як за методом Озеена, гак i за методом Ныотона-Канторовяча, якому через обчяслювальну crifmicTb, п!дтвердаену чисельним екс-периментом, була в!дцана перевага. Л!неар!зацгя за Ньюгоном-Кан-торовичем-це практично л!неар!зац1Я нелхнппгаго виразу/А (Щ)

( А

- оператор задач!) у вигляд! розкладу за Формулою Тейлора 1

34V (ib.O.l,...)

до {j-к-} » п0сл1д0вн1 наблияення до розв'язку.

Пристосувавши пронес лгнеаризацх!, проводячи перетворення, скористувавшись o'ft^'Hiti."HV » Bpeiuri-peiaT одержимо таке pia-няння:

ReuliJ™H idf Ь-Х. т Ь^ ЗИС ЪЪ ъу b'ijj

k it ч. м vJi л xw ' л л-. *ТТГ'" Т v35T \ . I —

" То *f Ях- ьц ад ¿я,

Як початкове наближення внкористовувалося %= О С Ci - О, i =

= 0.....N if, I.fy» 0; Ul.....И ). KpiM х-о-

го, влявилося^ и(О з зросганням числа найбхлып ефектившш е викорясташхя як початкове наближення значения функцг! ie4ii , одержано* при хишому, меншому значеши числа fca.

Методика проведения обчйелйвального експерименгу була вхд-працьована на модельнхй задач! i на задач! течН piдани в замк-ненхй квадратней областг, що викликаеться рухом oflHiei з 11 мек з деякою швядкгстю. - ,

У кондицтонеробудуваши сл|д роБЬ'язувати подхбну задачу, але дая трикутно! область Зд1йснено роав'лзок uiel задачх i зроб-ленх рекомендацх! по вибору оптимальных геометричних розмхрхв каналгв теплоутил!з$тор!в, як! дозволили пол!шшти тердадана-Mi4Hi параметра пов!гря, що подаеться. Це сприяе пол!шденню сан! rapno-riri ен гчдех умов прац! i захисту навколианього середо-ваща. ' •

У прокатному варобництв! в!дом! pi3Hi способа охолодяення шгалу а розпиленням вода. Проге в!тчизвян! ! заруб!кн! при-стро! мають icroiHi недолхки i не задовольнявть висок!'. сучас-at ьямЬги як за ватратою енергонос!я (Пов!тря), так i за вигратоя води. gHHi маемо нов! розробки з використання cneui-ально орган!зованих коливакь з метою iHtencu^iKauil протесу розкалення краплинв i п!двищення if дясперсност! - ггдроакуо-wrai рдпромЬдавачх рхзних коясгрутпй. Однак на практик в!д-сутия методика рстахунку технолог!чних показникхв цих нових ■торсувок. До цього часу ;:ровадалося лише експериментальне в!д-'облеаия тхдгюакустичних к'прст.инывэчтв i в результат! випро-бугааь здН'с::пв!?вся_ влбхр оптшадьних конструктивных i дпяа-fc'i'MiX napPlfiTpiB. .. ' i

Автором проведено масовий ЧйсельниЙ експеримент по розрахунку конструктивних i дпнам1чних параметр! в принципово ново?о типу форсунки - симегричного идроакусгичного вяпрош-нювача типу "вгс1мка".

Матемагичнов моделлю гако! задачi е розй'язок лгнеаризованого р1вняння Нав'е-Стокса для функц!! теч!Г f з граничниш _ fi умоваш ^ = Ч'{, f ' Г 7Г

Ô1

r-f =Vr - О

де

1герац!йняй

Структура розв'язку мае вигляд: ^ и>*Р + процес був орган13ований як за ^ , гак ! за Ре-числом Рейнольд-са: при великих значениях R<? як початкове наближекня викорис-товувались значения функцг! те|ч!1 , одеряанг при меншому зяачен-Hi Pc . Розрахунки провадилися при pi3Hiix числах Рейнольдса в Д1апазон1 50<fce< 10000 i pi3Hiix спгввгдношеннях геомагричних параметр!в форсунок.

Вар!ювалися конструктивн! параметри: критичний д!аметр сопла Г\р ; д!аметр резонатора D ; ширина щ!лини Mis зргзом робочого сопла i входом в сопло форсунки H ; дйнам!чн! параметри: тиск говоря перед форсункою р{ . KpiM картин геч!1 форсунка дослхджувалася як хвильовод.

Аналхзуючи одержан! результата, можна зробити висновки.

1. Висока активн!сть re4iï в камер! спосгер^гаеться для розглянутого д!апазона чисел Рейнольдса в!д 200 до 2000.

2. Прогнозуючи конструктивн! паряметри проточно! частини форсунок, можна виходйти з досшджень, обирают харакгерн! розм!ри каналу камери, як1 дають резонансн! явища:

1) К = 15, iJh =2, ré = 4, L = 0,

2) f? = 15, Гц= 2, Гс = 2, ^ = 0,5,

3) R = 13, , »-1*= 2, 2, 4= 0,5.

3. Простелувться тенденц!я до HeodxiflHocri збмыпення д!амегра каналу 10 fg% i глибини занурення камери L < Ï'g%f2.

4. Ставиться п!д сумнхв Heotfxiwricrb розширешш сопла каналу 2Ygt = Гс , оскхльки розпод!л швидкост! конценгруегься до ненгра сопла, а поблИзу Mesi твидкгегь гсготно падав. Зону не-ефективнЛт! можна ou!нити як /3 при 2 = ^ , в той

- иг -

час як пра ("(1= Гв 4я 3°на хстогно мениа.

5. За допомогою обчислввального експерименту вгдкрито ф1-зичне яшще, яке харакгеряэузгься падхнпш таску в камер: форсунки 13 зростанням числа Рейнольдса,

П'яга глава прасвячена лроблевдо-орхеятовгшй см с г ем: РСЬЕ-Ммя пхдготовки спедхалхспв в област1 САПР буд1ндусгр11. Науково-дослхдна х рародногосподарська практика стазить все бхльш серйозн1 завдання, яхи спзц$ал1стам будшдусгрИ супдроз-в-'язувати в пелнх строки з високою вхрогшпсти. До наНваг.ишвх-ших питань наленить розробка методхв х засобхв проведения авто-матизованого вархантного проекуування на почагковнх етапах ви-конакня проекту. В учбовому процесх Х1Б1 на йазх класу ЛИЛ СМ ЕШ вировадаена спецхалхзована система РОЙ"-ЯН, призначена для розв'язання завдань досупдкення, розрахунку та опттизаид! ф:-зх1ко-нехан1чних ПОЛ1В в буд1 ндусгри, Провадигься модульний анализ система РОLf ~SЦf описуеться вххдна мова систет.ш, яка е мо-вою бисокого рхвня i набликена до природцо! мови, на якхй форму-лююгься крайов1 задач1 математичноЛ ф!зикп. Результата рахунку видавться у шглядх таблипь, картин лхнШ р1вня, грайпив. Для шэсгра1Ц1 моклипостей спсцхалхзовано! систсми ACZ.f -.Sfi роз-' глядено падач::

1. Розрахунок температурного поля в грунт! вхд одного трубопроводу. Б иди задач! детально описуеться завдання виххдао! хнформацН для систоми РСНЬ-ЗН.

2. Розрахунок температурного поля при двотрубнхй безканаль-Н1Й прокладц1, В цЫ задачх показано мошшвост: використапня конструктивних засобхв теор:1 № -гТункц1й для одержання вхропд-них результат:в в системх Р0ЬЕ-8Н. Роэв'язок пукаеться у виглядх

Використання загально! структура

частково! структурц

= УО-Ч'а, [1п^0Ри\г/(и\гч5,и\)\

А Р

' - 23 -

сз включеняям !нженерно1 $орМули

г«,. Ух'((у .),.)< гсд,. V (х-о'^^Л)'

в структуру розй»язку эабезггечув , коректування самого

розв'язку, коеф!ц!ент!в, початкового наближення. Проведено лор1вняння розв,язк1н( Максимальна розб!жнгсгь результатов сгановить 3 %. Наведено картини л!нхй р1вня для однотрубного I двотрубного теплопроводу в ос!нньо-весняний, зимовий га Л1тн1й нер1оди.Проведений ааал!з п!дгвердауа мооив!сть проекгування зворогного трубопроводу беа !золяц!1 при двотрубн!й безканаль-н!й прокладц! теплопровод!в у грунт!.

3. При виробницгв! геплово! енерг!! з орган!чного палива з продуктам згоряння в атмосферу вйкидаеться зиачна к1льк1сть Ж1дливих речовин у вигляд! пилу, окислгв сгрки, азоту, вуглецю та хнших сполук, що впливаюгь на навколише середовище. Шдви-щення ефективносг! викорисгання палява можливэ за рахунок гиген-сифгкац11 теплообМ1ну. На пракгтй це зд!йснюеться'за рахунок спалювання палива в киплячому шарх ! введениям в нього геплооб-м!нних поверхонЬ. Показано, що в систем! РОД £ -ЗА/ можна оперативно здхйснити розрахунок ТБЕЛ!в готового обладнанйя в киплячому шар! з р1зним оребренням конвекгявних повэрхонь нагр!ву. Розра-хунки проведенх для мембранно-пелюсгкового оребрення.

висновок

За матер!алами виконано! дисертац!йно1 роботи можна сфор-мулювати так! основнх висновки ! результат:

1. Проведен! доопдження показали, що часгина■науково-тех-нхчних завдань в будхвництв! може бути днесена, з гочкя зору ирикладно! математики, до крайових задач для диферен1пальнихр1в-

нянь з частинними пох!дними при певних крайових ! почагкових умо-гах в областях !з складною Геометр!ею (багатозв'язиих, що ма-ють диспропорцш харекгерних геометричяих параметров). Роз-вгязання цих завдань пов'язано !з значнимй труднощами, в тому числ! ! обчйслювальайми.

2. Доведено, що конструкгивним методом розв'язання крайових завдань в буд!вництв1 може бути метод £ -функцхй. За до-помогою методу £ -функций удаеться розв'язати значну 1алък!сть . крайових з'авдань буд!вництва.

3. Ствэрэно потугэдий хнтелзктуальдай încfpyf-ieHTspifi для ïh-rjHcpiB-iQMiflH«uiq 1рроектувадьник!в будгвдустрх ï, ¡до доэволяе будуватц порспектодпя САПР, оргбнторедх щ розроб^у рзсурсозбе-рхгаючих t екодог1цно чистик технолог!ft.

4, Розробдай с дисзртацП наукос! гезловедш, осноравд на Teopir (( -%КК1ЦЙ (побудова структур, строрнвд праблешо-opisi тованах систем) , ыокуть едуадти теорвУйч'нщш пхдставгши пхдзи-щакад «букового t методичного рхсня уч0овцх дисциплин, шй вив-чаються р будЬмьтк вузах: 11 ГиПЛОПОСТАЧАЯШ", "ТЁЩОГШРУШ! ïlPvIGTPQÏ", «ОСфЩ ЩфДОГП I ОХОКШ ШШДОШВШ) СЩДРВИЩА",

«катематиш том t шдвд! а мдотдасиотеид".

5, Э'диссртш!ï рсзв'йЗ?ло ряд надкрБИХ проблем, до мають ваедиве народкоросподарське з;;ачашш, за такй;..и напрямками буд-fндустртг ï оптгаЛ'згиця конетрукфй стояков на мзтодичних печах i Mçsiaypriï{ оппэдэацхя конструкц!й какалхе ?рщгоу*4Я1эатор*в в кондицгонвробудуеадя!; poapaxyuoit j ортк4задая динаьцчких i реокетричних napaysipie гхдрс&::устичн1« рипровднавачхЕ s прокатному виробництвх} розргрсунки для стооренда р^оурсоэберхг&вчоЕ технологи прокладки теплопровод! р р гру^тj ; визначг^ шляхи створення перспективна/. екодопчно чисткх технолог! й проектуван-ня твплогв1:еруючих установок (ТВШв топковоро обладнаедя а кигшчиу иаром),

6, Основах положения ! результата дисертад^йн^ роботи впровадаено i еикористовур?ься в науксвях дослхдаецнях, ifflr-e-pepràR практащ t учбо?ому процзсх буд1ведьннх eyaie, цауксво-досл!дннх, дослхдно-конструкторських i проынсловик орган1зац!ях.

fi-ÇHfijSHi разудьтауй дисдртафрцо* po^QTK, ищущего в таких py&liKMjiiîX: ' 4 '

1. Вычислительной вкспвриА.влт в системах серии ПОЛЕ/ Шейка Т.И., Суворова И.Г., Цурпа Д.В., Нояаль 6.4. / Atj УССР. Ин-т пробл. мавиностр'. - Харьков, 1967. - 25 с. - Ain. в ШШИ 15.09.87, » 10ЭЭ.

2. Коваль , Суворова И.Г. Расчет течения вязкой жидкости в ранках Ш "ПОЛЕ» // Иат. обеспечение машиностроения. - Киев: Ин-т кийериетй.я .-с» УХР, 1986. - С. 7-12.

3. Шньхо Г.П., Суворова Й.Г. Об одной внешней задаче гидродинамики // Бестн. Хлрьк. политех, ин-та, Jf 113. Краевьа задач мат. физики. - 1976. - Вып. 3. - С. 33-36.

- ав -

4. Манько Г„П.» Суворова И.Г, Специальный ксыплекс iíporpatiu yut исследования и решения задач линейной алгебры в ГП "ПОЛЕ-3" // У1 Всесоюз. семинар по комплексам программ мат. физики, сент. 1979: Тез. докл. - Новосибирск, 1979. - С. 37.

5. Рвачев В.л., Канько Г.П.t Суворова И.Г. Программирование )адач линейной алгебры в генераторе программ- "ПОЛЕ-3". - Харьков, [981. - 67 с. - (Препринт/lfa-т пробл.. машиностроения АН'УССР;

: 169).

6. Рвачеп В.Л., Суворова И.Г., Решение задач- о кручении приз-ттических стержней с не одно связный1 поперевнш сечением. - Харь-toe: Облполиграфиздат, 1987. - 2 с.

7. Раачав B.J1.,. Суворова И.Г., Еййко Г.И. Метод R -функ-(Ий в задаче о течения вязкой жидкости // У! Респ. конф. "Нели-гейньв задачи- математической физики"* ГО-15 сент. 1987 г.: Тез. 1окл. - Донецк,. ISB7. - С. 122.

8. Сиротенко В,А., Суворова Н.Г. ЬЙтодическое построение :урса "Основы экологии и охрана окружающей среды" // Ресгг. научн.-[етод. конф. "Экологическая подготовка специалистов В' инженерных |узах'\, 1-3 окт. 1991 г.» Луганск: Тез. докл. - Луганск, Г991- -I. 88.

9. Суворова И.Г. Н расчету физических полей' в неограниченных властях- со елейной внутренней границей / АН'УССР.1 Ин-т пробл. 1ашиностр. - Харьков, 197Э. - 9 с. - Двго.. в ВИНИТИ 18.05.79,

i 2689.

10. Суворова И.Г. Математическое обеспечение для задач линей-юй алгебры- в генераторе програкя "ПОЛЕ-З" / АН УССР. Ин-т пробл. [ошинострь. - Харьков, Í980. - 16 с. - Двп.в ВИНИТИ 27.06.80,

i 3842.

11. Суворова И.Г. Построение кваз..реапьных систем линейных лгебраических уравнений с помощью R -функций // Краевые зада-:и и аатокатизацйя их решений. - Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 985. - С. 89-95.

12. Суворова И.Г. Специальный комплекс программ для решения исследования задач линейной алгебры в генераторе программ

ПОЛЕ-3": Авторефер. дис. ... канд. фиэ.-мат. наук. - Киев, 1983. 6 с.

13. Суворова И.Г. Численные методы решения задач кручения тержней многосвязного профиля Н Численные методы расчета тонко-

стенных пространственных конструкций. - Киев: Учеб.-метод, каб. высш. образования, 1988. - С. 146-150.

14. Суворова И.1., Дабагян A.A., Кирюишна И.и, Экспериментально-расчетные методы автоматизированного построения координат ных последовательностей // Экспериментально-расчетные'методы ав-томатлвации проектирования. - Киев: Учеб.-метод. itaö. высш. обра зования, 1988. - С. 7Ü-84.

15. Суворова И.Г., Пермяков В.И. Практика программирования на языке Бейсик; Учеб. пособие. - Киев: Учеб.-метод, каб. аь.сш. образования, 1990. - 7<d t.

16. Суворова I.Г., Пери'яков В.I. Практика програмуваши на Moet BeBciKi Навч. пос!бник, - Кихв: Навч.-метод, каб. вищох ос-bith, 1990. - 64 с,

17. Суворова И.Г., Шевченко А.Н. Автоматизация расчетов методом Я -функций применительно к задачам страйиндустрии: Учеб. пособие. - Киев: Учеб.-метод, каб, высш. образования, IS9I. - 6С

18. Суворова 1.Г., Шевченко О.М. Автоыагизацгя розрахункхв методом R -фунадй стосовно до задач буд!ндустрх1: Навч. nocic ник. - Knie: Навч.-метод, каб. вщцо2 ос»1ти, 1991. - 56 с.

19. Система для расчета физико-механических полей / Рва-чев В.Л., и др. Киев: Фонд алгоритмов и программ АН УССР, 1987. » 50770000847: инв. Ъ АЛ 0162. 500 с.