Численное моделирование осаждения снега вблизи снегозадерживающих заборов


https://doi.org/10.31857/S2076673422040150

Полный текст:




Аннотация

Описывается математическая модель переноса снега ветром, реализованная в программном инструменте, предназначенном для разработки снегозащитных мероприятий. С его помощью проведено численное исследование влияния геометрических параметров снегозащитных заборов на интенсивность осаждения снега вблизи них. Показано, что наибольшее влияние оказывают просветность и высота нижнего зазора забора.


Об авторах

К. Ю. Литвинцев
Сибирский федеральный университет; Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Красноярск


А. А. Гаврилов
Сибирский федеральный университет; Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Красноярск


А. А. Дектерев
Сибирский федеральный университет; Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Красноярск


Ю. Н. Захаринский
Сибирский федеральный университет
Россия
Красноярск


А. В. Минаков
Сибирский федеральный университет
Россия
Красноярск


С. А. Филимонов
Сибирский федеральный университет; Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН
Россия
Красноярск


К. А. Финников
Сибирский федеральный университет
Россия
Красноярск


Список литературы

1. Beyersa J.H.M., Sundsbøb P.A., Harms T.M. Numerical simulation of three-dimensional, Transient snow drifting around a cube Journ of Wind Engineer and Industr Aerodynamic 2004, 92: 725–747

2. Byalobzhesky G.V., Dyunin A.K., Plaksa L.N., Rudakov L.M., Utkin B.V. Zimnee soderzhanie avtomobil'nyh dorog Winter maintenance of highways Moscow: Transport, 1983: 197 p [In Russian]

3. Cao Z., Liu M., Wu P. Experiment Investigation and Numerical Simulation of Snowdrift on a Typical LargeSpan Retractable Roof Complexity 2019, 2019: 1–14 doi: 10.1155/2019/5984804

4. Constantinescu G., Muste M , Basnet K. Optimization of snow drifting mitigation and control methods for Iowa conditions Final Report Iowa City: Iowa State University Iowa 2015: 123 p doi: 10.13140/RG.2.2.29517.28642

5. Dekteryev A.A., Litvintsev K.Yu., Gavrilov A.A., Kharlamov E.B. The development of free engineering software package for numerical simulation of hydrodynamics, heat transfer, and chemical reaction processes Bull of the South Ural State University, Series: Mathematical Modelling, Programming and Computer Software 2017, 10 (4): 105–112

6. Dyunin A.K. Mehanika metelej. The mechanic of blowing snow Novosibirsk: Russian Academy of Sciences, 1963: 378 p [In Russian]

7. Filimonov S.A., Meshkova V.D., Dekterev A.A., Gavrilov A.A., Litvintsev K.Yu., Shebelev A.V. Analysis of vortex structures formed in the winter in the atmosphere of Krasnoyarsk city Journ of Physics: Conference Series 2021, 2088 (1): 1–8 doi: 10.1088/1742-6596/2088/1/012014

8. Gao G., Zhang Y., Xie F., Zhang J., He K., Wang J., Zhang Y. Numerical study on the anti-snow performance of deflectors in the bogie region of a high-speed train using the discrete phase model Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F: Journ of Rail and Rapid Transit 2018, 233 (2): 141–159 doi: 10.1177/0954409718785290

9. Giangreco S. Validation of a Lattice Boltzmann model for snow transport and deposition by wind Dr .-ing Germany: Braunschweig – Institute of Technology, 2010: 116 p

10. Giudice A.L., Nuca R., Preziosi L., Coste N. Wind-blown particulate transport: A review of computational fluid dynamics models Mathematics in Engineering 2019, 1 (3): 508–547 doi: 10.3934/mine.2019.3.508

11. Kang L., Zhou X., van Hooff T., Blocken B., Gu M. CFD simulation of snow transport over flat, uniformly rough, open terrain: impact of physical and computational parameters Journ of Wind Engineer and Industr Aerodynamic 2018, 177: 213–226 doi: 10.1016/J.JWEIA.2018.04.014

12. Louis J.F. A parametric model of vertical eddy fluxes in the atmosphere Boundary Layer Meteorol 1979, 17: 187–202

13. Masselot A., Chopard B. A lattice Boltzmann model for particle transport and deposition // EPL 1998, 42 (3): 259–264 doi: 10.1209/epl/i1998-00239-3

14. Marsh C.B., Pomeroy J.W., Spiteri R.J., Wheater H.S. A finite volume blowing snow model for use with variable resolution meshes Water Resour Res 2020, 56: 1–28 doi: 10.1029/2019wr025307

15. McClurea S., Kimb J.J., Leeb S.J., Zhang W. Shelter effects of porous multi-scale fractal fences Journ of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 2017, 163: 6–14 doi: 10.1016/j.jweia.2017.01.007

16. Meshkova V.D., Dekterev A.A., Litvintsev K.Y., Filimonov S.A., Gavrilov A.A. The role of urban development in the formation of a heat island Vychislitel'nye tekhnologii. Computational Technologies, 2021, 26 (5): 4–14 doi: 10.25743/ICT.2021.26.5.002 [In Russian]

17. Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications AIAA Journ 1994, 32 (8): 1598–1605

18. Naaim M., Naaim-Bouvet F., Martinez H. Numerical simulation of drifting snow: erosion and deposition models Annal of Glaciology 1998, 26: 191–196

19. Petrie J., Zhang K., Shehata M. Numerical Simulation of Snow Deposition around Living Snow Fences Technical Report Fairbanks: University of Alaska 2019: 46 p

20. Pomeroy J.W., Gray D.M. Saltation of Snow Water Resour Res 1990, 26 (7): 1583–1594 doi: 10.1029/WR026i007p01583

21. Sanudo-Fontaneda L.A., Castro-Fresno D., del Coz-Diaz J.J., Rodriguez-Hernandez J. Classification and Comparison of Snow Fences for the Protection of Transport Infrastructures Journ of Cold Reg Eng 2011, 25 (4): 162–181

22. Sharma V., Braud L., Lehning M. Understanding Snow Bedform Formation by Adding Sintering to a Cellular Automata Model The Cryosphere 2019, 13: 3239– 3260 doi: 10.5194/tc-13-3239-2019

23. Sundsbo P.A. Drift-Flux Modelling and Numerical Simulation of Snow-Accumulation Proceedings of the 1996 International Snow Science Workshop, Banff, Canada 1996: 135–139

24. Tabler R.D. Controlling blowing and drifting snow fences and road design Final Report for NCHRP 2003: 307 p

25. Thiis T.K., Ramberg J.F. Measurements and numerical simulations of development of snow drifts of curved roofs Proceedings of the 6th International Conference on Snow Engineering (Snow Engineering VI), Whistler, Canada, 2008: 1–5

26. Tominaga Y., Stathopoulos T. CFD simulations can be adequate for the evaluation of snow effects on structures Building Simulation 2020, 13 (4): 729–737 doi: 10.1007/s12273-020-0643-0

27. Tominaga Y. Computational fluid dynamics simulation of snowdrift around buildings: Past achievements and future perspectives Cold Regions Science and Technology 2018, 150: 2–14 doi: 10.1016/j.coldregions.2017.05.004

28. Wang Z., Huang N. Numerical simulation of the falling snow deposition over complex terrain Journ of Geophys Research: Atmos 2017, 122: 980–1000 doi: 10.1002/2016JD025316

29. Zaichik L.I., Drobyshevsky N.I., Filippov A.S., Mukin R.V., Strizhov V.F. A diffusion-inertia model for predicting dispersion and deposition of low-inertia particles in turbulent flows International Intern Journ of Heat and Mass Transfer 2010, 53: 154–162 doi: 10.1016/J.IJHEATMASSTRANSFER.2009.09.044


Дополнительные файлы

Для цитирования: Литвинцев К.Ю., Гаврилов А.А., Дектерев А.А., Захаринский Ю.Н., Минаков А.В., Филимонов С.А., Финников К.А. Численное моделирование осаждения снега вблизи снегозадерживающих заборов. Лёд и Снег. 2022;62(4):539-550. https://doi.org/10.31857/S2076673422040150

For citation: Litvintsev K.Y., Gavrilov A.A., Dekterev A.A., Zaharinsky Y.N., Minakov A.A., Filimonov S.A., Finnikov K.A. Numerical simulation of snow deposition around structural snow fences. Ice and Snow. 2022;62(4):539-550. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S2076673422040150

Просмотров: 309

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2076-6734 (Print)
ISSN 2412-3765 (Online)