Численный анализ геометрических форм энергоэффективных комплексов с интегрированными ветрогенераторами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Статья посвящена анализу влияния различных форм поперечного сечения башен энергоэффективных высотных зданий, оснащенных интегрированными ветрогенераторами, на их аэродинамические параметры. Предложены три варианта формы плана основания башен: прямоугольное, треугольное и треугольное со скругленными углами. Моделирование аэродинамического обтекания моделей производилось в программно-вычислительном комплексе ANSYS c использованием модуля вычислительной гидрогазодинамики ANSYS CFX для двух направлений ветровой атаки 0о и 45о к главному фасаду. Проведен сравнительный анализ моделей башен высотного комплекса с целью выявления оптимальной конфигурации, обеспечивающей формирование стабильного воздушного потока в окрестностях ветрогенераторов и максимизацию выработки энергии. Установлено, что треугольное сечение со скругленными углами башни обеспечивает наилучшее сочетание аэродинамических качеств, эффективности производства электроэнергии и минимизирует вероятность возникновения явления срыва вихрей.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

П. А. Хазов

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: khazov.nngasu@mail.ru

д-р техн. наук

Россия, 603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

О. И. Ведяйкина

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: razvnauki@rambler.ru

канд. физ.-мат. наук

Россия, 603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

В. А. Коновалова

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: K0n0val0vaVika@yandex.ru

студентка

Россия, 603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

М. В. Старикова

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: marina.starick0va@yandex.ru

студентка

Россия, 603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

С. С. Шилов

Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет

Email: sergey.shilov.1997@mail.ru

аспирант

Россия, 603000, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65

Список литературы

  1. Asrar K., Okolnikova G.E., Hesam A.A.R., Svintsov A.P. On the role of nanotechnology in the construction industry and energy efficiency of buildings // International Research Journal. 2021. No. 5–1 (107), рр. 125–131. EDN: WSJJNI. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.107.5.020
  2. Sarbaeva N.M., Omurbekova M.O., Jeenbaev U.K. The problems of increasing energy efficiency in residential buildings. The Herald of Kyrgyz state university of construction, transport and architecture named after N. Isanov. 2021. No. 1 (71), рр. 142–146. EDN: HNTGWG. https://doi.org/0.35803/1694-5298.2021.1.142-146
  3. Оленьков В.Д., Колмогорова А.О., Сапогова А.Е. Компьютерное моделирование аэрационного режима жилой застройки с целью проветривания и ветрозащиты // Вестник ЮУрГУ. Сер.: Строительство и архитектура. 2021. Т. 21. № 1. С. 5–12. EDN: YJXEZG. https://doi.org/10.14529/build210101
  4. Хазов П.А., Шилов С.С. Геометрическая оптимизация аэродинамики высотного здания с интегрированными ветрогенераторами // Вестник ЮУрГУ. Сер.: Строительство и архитектура. 2024. № 3. С. 73–82. EDN: VJYQQC. https://doi.org/10.14529/build240307
  5. Ерофеев В.И., Сатанов А.А., Хазов П.А. и др. Рациональная ориентация объектов с интегрированными ветрогенераторами по критерию максимизации вырабатываемой электроэнергии // Машиностроение и инженерное образование. 2023. № 4 (73). С. 39–46. EDN: EOQUZZ. https://doi.org/10.52261/18151051_2023_3_39
  6. Ведяйкина О.И., Коновалова В.А., Старикова М.В., Хазов П.А., Сатанов А.А. Аэродинамика высотных комплексов с интегрированными ветрогенерирующими установками // Журнал теоретической и прикладной механики. 2025. № 1 (90). С. 62–72. EDN: BKLZOE. https://doi.org/10.24412/0136-4545-2025-1-62-72
  7. Лампси Б.Б., Шилов С.С., Хазов П.А. Численное и физическое моделирование ветровых потоков на большепролетное покрытие // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 1. С. 21–31. EDN: NPDHUS. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2022.1.21-31

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Трехмерная визуализация модели с линейно уменьшающимся по высоте профилем

Скачать (45KB)
3. Рис. 2. Изучаемые формы (а), профиль (b) и планы башен (c) комплекса высотных объектов с интегрированными ветрогенераторами

Скачать (286KB)
4. Рис. 3. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 1 при угле ветровой атаки 0o

Скачать (614KB)
5. Рис. 4. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 2 при угле ветровой атаки 0o

Скачать (571KB)
6. Рис. 5. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 3 при угле ветровой атаки 0o

Скачать (654KB)
7. Рис. 6. Диаграммы распределения скоростей ветра (а) и коэффициентов увеличения скорости ветра на отметках ветрогенераторов k=vк/vвх (b) для цифровых моделей при атаке потоков перпендикулярно главному фасаду

Скачать (179KB)
8. Рис. 7. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 1 при угле ветровой атаки 45o

Скачать (667KB)
9. Рис. 8. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 2 при угле ветровой атаки 45o

Скачать (671KB)
10. Рис. 9. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 3 при угле ветровой атаки 45o

Скачать (593KB)
11. Рис. 10. Диаграммы распределения скоростей ветра (а) и коэффициентов увеличения скорости ветра на отметках ветрогенераторов k=vк/vвх (b) для моделей при ветровой атаке 45o

Скачать (182KB)
12. Рис. 11. Диаграммы суммарных реакций для каждой модели при углах ветровой атаки, равных 0o (а) и 45o (b)

Скачать (111KB)
13. Рис. 12. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 4 при угле ветровой атаки 0o

Скачать (618KB)
14. Рис. 13. Распределение давлений и скоростей в уровнях ветрогенераторов для цифровой модели № 4 при угле ветровой атаки 45o

Скачать (622KB)
15. Рис. 14. Диаграммы распределения скоростей, коэффициентов увеличения скорости, суммарных реакций при углах ветровой атаки, равных 0o (а) и 45o (b), для моделей № 3 и 4

Скачать (178KB)

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025