Construction and Architecture Construction and Architecture Строительство и архитектура 2308-0191 2500-1477 44297 10.29039/2308-0191-2021-9-2-16-20 05.23.07 Гидротехническое строительство 05.23.07 HYDROTECHNICAL CONSTRUCTION 05.23.07 Гидротехническое строительство DETERMINATION OF THE PARAMETERS OF THE LIMITING EXPANSION OF THE FLOW IN THE PROBLEM OF FREE SPREADING OF A TURBULENT FLOW ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДЕЛЬНОГО РАСШИРЕНИЯ ПОТОКА В ЗАДАЧЕ СВОБОДНОГО РАСТЕКАНИЯ БУРНОГО ПОТОКА Александрова Мария Сергеевна Aleksandrova Maria Sergeevna e_masha@mail.ru Кондратенко Анатолий Иванович Kondratenko Anatoly Ivanovich ai_kondratenko@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Южно-Российский государственный политехнический университет (Новочеркасский политехнический институт) им. М.И. Платова Platov South-State Polytechnic University (Novocherkassk Politechnic Institute) Российский государственный аграрный университет, Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy 9 2 16 20 https://riorpub.com/en/nauka/article/44297/view

Авторами рассмотрена задача свободного растекания двухмерных в плане бурных потенциальных равномерных потоков и получено аналитическое решение. При этом движение потока происходит в гладком горизонтальном русле по коротким водотокам, когда силами сопротивления потоку можно пренебречь. В статье приближенно определяются границы применимости полученного решения, для этого рассмотрены основные принципы образования лепестка растекания потока при учете сил трения. Главным в задаче является определить крайнюю линию тока до его удара о боковые стенки и предельное расширение потока при учете сил сопротивления.

The authors consider the problem of free spreading of two-dimensional, in terms of turbulent, potential uniform flows and obtain an analytical solution. In this case, the flow movement occurs in a smooth horizontal channel along short watercourses, when the flow resistance forces can be neglected. The article approximates the limits of the applicability of the obtained solution. For this purpose, the basic principles of the formation of a flow spreading lobe are considered, taking into account the friction forces. The main task is to determine the extreme line of the current before it hits the side walls and the maximum expansion of the flow, taking into account the resistance forces.

 бурный двухмерный поток предельное расширение потока учет сил сопротивления лепесток растекания координаты крайней линии тока удар потока о стенку rapid two-dimensional flow limiting expansion of the flow taking into account the resistance forces spreading lobe coordinates of the extreme current line flow impact on the wall

Коханенко В.Н. Моделирование одномерных и двухмерных открытых водных потоков [Текст]: монография / В.Н. Коханенко, Я.В. Волосухин, В.В. Ширяев, Н.В. Коханенко; под общей ред. В.Н. Коханенко. - Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2007. - 168 с. Kohanenko V.N. Modelirovanie odnomernyh i dvuhmernyh otkrytyh vodnyh potokov [Tekst]: monografiya / V.N. Kohanenko, Ya.V. Volosuhin, V.V. Shiryaev, N.V. Kohanenko; pod obschey red. V.N. Kohanenko. - Rostov n/D: Izd-vo YuFU, 2007. - 168 s. Александрова М.С. Метод аналогий между гидравликой двухмерных в плане водных потоков и газовой динамикой // Строительство и архитектура. - 2020. - Т. 8, Вып. 2 (27). - С. 49-52. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-2-49-52. Aleksandrova M.S. Metod analogiy mezhdu gidravlikoy dvuhmernyh v plane vodnyh potokov i gazovoy dinamikoy // Stroitel'stvo i arhitektura. - 2020. - T. 8, Vyp. 2 (27). - S. 49-52. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-2-49-52. Коханенко В.Н., Бурцева О.А., Александрова М.С. Двухмерный в плане вихреисточник // Строительство и архитектура. - 2020. - Т. 8, Вып. 2 (27). - С. 44-48. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-2-44-48. Kohanenko V.N., Burceva O.A., Aleksandrova M.S. Dvuhmernyy v plane vihreistochnik // Stroitel'stvo i arhitektura. - 2020. - T. 8, Vyp. 2 (27). - S. 44-48. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-2-44-48. Коханенко В.Н., Александрова М.С. Алгоритм сопряжения двухмерных в плане равномерного и радиального потоков // Известия ВУЗов Северо-Кавказский регион. Технические науки.- 2020. - № 3. - С. 18-21. DOI 10.17213/1560-3644-2020-3-18-21. Kohanenko V.N., Aleksandrova M.S. Algoritm sopryazheniya dvuhmernyh v plane ravnomernogo i radial'nogo potokov // Izvestiya VUZov Severo-Kavkazskiy region. Tehnicheskie nauki.- 2020. - № 3. - S. 18-21. DOI 10.17213/1560-3644-2020-3-18-21. Коханенко В.Н., Александрова М.С. Метод решения граничных задач по течению двухмерных в плане потенциальных потоков с использованием преобразования С.А. Чаплыгина // Известия Вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. - 2020. - № 4 (208). - С. 19-22. DOI 10.1017213/1560-3644-2020-4-19-22 Kohanenko V.N., Aleksandrova M.S. Metod resheniya granichnyh zadach po techeniyu dvuhmernyh v plane potencial'nyh potokov s ispol'zovaniem preobrazovaniya S.A. Chaplygina // Izvestiya Vuzov. Severo-Kavkazskiy region. Tehnicheskie nauki. - 2020. - № 4 (208). - S. 19-22. DOI 10.1017213/1560-3644-2020-4-19-22 Александрова М.С. Схема использования простых волн при свободном растекании потока // Студенческая научная весна - 2020: матер. Региональной науч.-техн. конф. студ., аспирантов и молодых ученых вузов Ростовской области, г. Новочеркасск, 13-14 мая 2020 г., Юж.-Росс. гос. политехн. ун-т (НПИ) имени М.И. Платова.- Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2020. - С. 7. Aleksandrova M.S. Shema ispol'zovaniya prostyh voln pri svobodnom rastekanii potoka // Studencheskaya nauchnaya vesna - 2020: mater. Regional'noy nauch.-tehn. konf. stud., aspirantov i molodyh uchenyh vuzov Rostovskoy oblasti, g. Novocherkassk, 13-14 maya 2020 g., Yuzh.-Ross. gos. politehn. un-t (NPI) imeni M.I. Platova.- Novocherkassk: YuRGPU (NPI), 2020. - S. 7. Kokhanenko V.N., Burtseva O.A., Aleksandrova M.S. Two-dimensional plan source, vortex and vortex source // (2021) IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1029 (1) 012023 DOI:10.1088/1757-899X/1029/1/012023 Kokhanenko V.N., Burtseva O.A., Aleksandrova M.S. Two-dimensional plan source, vortex and vortex source // (2021) IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1029 (1) 012023 DOI:10.1088/1757-899X/1029/1/012023 Kondratenko A.I., Aleksandrova M.S. Estimation of a motion equations system of a potential two-dimensional in a water flow plan to dimensionless form // (2021) IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1030 (1) 012122. DOI:10.1088/1757-899X/1030/1/012122 Kondratenko A.I., Aleksandrova M.S. Estimation of a motion equations system of a potential two-dimensional in a water flow plan to dimensionless form // (2021) IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1030 (1) 012122. DOI:10.1088/1757-899X/1030/1/012122 Александрова М.С. Простые волны в теории двухмерных в плане водных потоков и схема их использования для свободного растекания потока // Строительство и архитектура. 2020. Т. 8, № 3 (28). С. 47-50. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-3-47-50. Aleksandrova M.S. Prostye volny v teorii dvuhmernyh v plane vodnyh potokov i shema ih ispol'zovaniya dlya svobodnogo rastekaniya potoka // Stroitel'stvo i arhitektura. 2020. T. 8, № 3 (28). S. 47-50. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-3-47-50. Коханенко В.Н., Александрова М.С. Метод решения задачи свободного растекания бурного потенциального потока за безнапорной трубой // Строительство и архитектура. 2020. Т. 8, № 3 (28). С. 83-87. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-3-83-87. Kohanenko V.N., Aleksandrova M.S. Metod resheniya zadachi svobodnogo rastekaniya burnogo potencial'nogo potoka za beznapornoy truboy // Stroitel'stvo i arhitektura. 2020. T. 8, № 3 (28). S. 83-87. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-3-83-87. Коханенко В.Н., Александрова М.С. Сопряжение двух равномерных потоков // Строительство и архитектура. 2020. Т. 8, № 4 (29). С. 83-86. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-4-83-86. Kohanenko V.N., Aleksandrova M.S. Sopryazhenie dvuh ravnomernyh potokov // Stroitel'stvo i arhitektura. 2020. T. 8, № 4 (29). S. 83-86. DOI 10.29039/2308-0191-2020-8-4-83-86. Коханенко В.Н., Александрова М.С., Кондратенко А.И. Модель процесса свободного растекания двухмерного в плане водного потока за безнапорными отверстиями // Вестник МГСУ. 2021. Т. 16. Вып. 1. С.. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.1. Kohanenko V.N., Aleksandrova M.S., Kondratenko A.I. Model' processa svobodnogo rastekaniya dvuhmernogo v plane vodnogo potoka za beznapornymi otverstiyami // Vestnik MGSU. 2021. T. 16. Vyp. 1. S.. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.1. Справочник по гидравлике [Текст] / Под ред. В.А. Большакова. - 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Выща школа, 1984. - 343 с. Spravochnik po gidravlike [Tekst] / Pod red. V.A. Bol'shakova. - 2-e izd., pererab. i dop. - Kiev: Vyscha shkola, 1984. - 343 s. Емцев Б.Т. Двухмерные бурные потоки [Текст] / Б.Т. Емцев. - М.: Энергоиздат, 1967. - 212 с. Emcev B.T. Dvuhmernye burnye potoki [Tekst] / B.T. Emcev. - M.: Energoizdat, 1967. - 212 s. Коханенко В.Н. Моделирование бурных двухмерных в плане водных потоков [Текст]: Монография / В.Н. Коханенко, Я.В. Волосухин, М.А. Лемешко, Н.Г. Папченко; под общей ред. В.Н. Коханенко. - Ростов н/Д: Изд-во ЮФУ, 2013. - 180 с. Kohanenko V.N. Modelirovanie burnyh dvuhmernyh v plane vodnyh potokov [Tekst]: Monografiya / V.N. Kohanenko, Ya.V. Volosuhin, M.A. Lemeshko, N.G. Papchenko; pod obschey red. V.N. Kohanenko. - Rostov n/D: Izd-vo YuFU, 2013. - 180 s. Коханенко В.Н. Двухмерные в плане бурные потоки закруглыми водопропускными трубами: дисс. … д-ра наук: 05.23.16 / Коханенко Виктор Николаевич.- Шахты, 1997.- 237 с. Kohanenko V.N. Dvuhmernye v plane burnye potoki zakruglymi vodopropusknymi trubami: diss. … d-ra nauk: 05.23.16 / Kohanenko Viktor Nikolaevich.- Shahty, 1997.- 237 s.