Математическое моделирование и компьютерный эксперимент. Артемов М.А - 31 стр.

UptoLike

Составители: 

Ckk)C(
10
=
κ
; (2)
z = 0: C(0,r) = C
0
; (3)
r = r
1
, r = r
2
:
0
r
C
=
. (4)
Константы скоростей прямой и обратной реакций электросинтеза озона считаются заданными
величинами . Распределение скорости течения газа в канале определяется из решения
соответствующей гидродинамической задачи .
4.11. Ветровое воздействие на параболическую антенну .
Параболическая антенна спутникового телевидения установлена на открытой
местности и испытывает стационарное ветровое воздействие. Требуется определить
основные динамические характеристики , которые должны быть положены в основу
механического расчета конструкции. Разработать алгоритм для компьютерного
эксперимента и исследования изменения этих характеристик в зависимости от угла атаки
воздушного потока [9]
(
)
[
]
0
22
0
3220
cossin31cos3cos2
6
θααθρ
π
−=
RVCF
DD
(
)
(
)
[
]
0
422
0
4220
sin1cos3coscos12sin
4
θααθαρ
π
−=
RVCF
LL
(
)
(
)
[
]
0
422
0
4320
sin1cos3coscos12sin
6
θααθαρ
π
−=
RVCM
DD
(
)
()
()
−+
−+
⋅=
00
2
222
2
0
2
0
4
0
320
coscos35
cossin4cos8
sincos4sin312
cos2sin
40
θθ
ααα
αθθ
θαρ
π
RVCM
LL
Здесь α - угол атаки
ветрового потока (угол между осью отражателя и вектором скорости потока ); θ
0
- угол раскрыва
отражателя ; R - сферический радиус отражателя ; F
D
, F
L
- аэродинамические силы сопротивления и
подъема; M
D
, M
L
- моменты этих сил относительно оси поворотного устройства.
Все вышеприведенные модели требуется обосновать, выполнить исследование их
свойств , после чего перейти к проведению с ними компьютерного эксперимента.
Первая математическая модель процесса генерации озона
Математическая модель
u dC/dx = K(C)(1)
K(C)=k0 - k1C(x)(2)
x=0:C(0)=C0(3)
Исходные данные:
u0.001:=
- Скорость движения газа , м /с
k010:=
-
Константа прямой рекции образования озона
k10.001:=
- Константа обратной реакции разрушения озона
C010:=
- Концентрация озона на входе в канал, моль / м 3
L1:=
- Длина отрезка для вычислений, м
n100:=
- Количество точек для расчета
                                    κ(C ) =k 0 −k 1C ;                                               (2)
                                            z = 0:            C(0,r) = C0;                           (3)
                                                                       ∂C
                                                     r = r1 , r = r2:      =0 .                      (4)
                                                                       ∂r
Константы скоростей прямой и обратной реакций электросинтеза озона считаются заданными
величинами. Распределение скорости течения газа в канале определяется из решения
соответствующей гидродинамической задачи.

              4.11. Ветровое воздействие на параболическую антенну.
     Параболическая антенна спутникового телевидения установлена на открытой
местности и испытывает стационарное ветровое воздействие. Требуется определить
основные динамические характеристики, которые должны быть положены в основу
механического расчета конструкции. Разработать алгоритм для компьютерного
эксперимента и исследования изменения этих характеристик в зависимости от угла атаки
воздушного потока [9]
    π
                     [
FD = C D0 ρV∞2 R 2 2 −cos3 θ0 (3 cos2 α −1) −3 sin 2 α ⋅ cosθ0
    6
                                                                       ]
     π
                            [
FL = C L0 ρV∞2 R 2 sin α 2(1 −cos4 θ0 )cos2 α −(3 cos2 α −1)sin 4 θ0
     4
                                                                                  ]
      π
                                [
M D = C D0 ρV∞2 R 3 sin α 2(1 −cos4 θ0 )cos2 α −(3 cos2 α −1)sin 4 θ0
      6
                                                                                      ]
                                      � (12 +3 sin 4 θ0 −4 cos 2 θ 0 )sin 2 α −�
      π                                �                                        �
M L = C L0 ρV∞2 R 3 sin 2α ⋅ cos θ 0 � � 8 cos 2 α +4(sin 2 α −cos 2 α )⋅�        � Здесь α - угол атаки
      40                                 � �                                �
                                          � � (5 −3 cos θ 0 )cos θ 0
                                                       2                           �
                                                                              �      �
ветрового потока (угол между осью отражателя и вектором скорости потока); θ0 - угол раскрыва
отражателя; R - сферический радиус отражателя; F D, FL - аэродинамические силы сопротивления и
подъема; MD, ML - моменты этих сил относительно оси поворотного устройства.
     Все вышеприведенные модели требуется обосновать, выполнить исследование их
свойств, после чего перейти к проведению с ними компьютерного эксперимента.



                     Первая математическая модель процесса генерации озона

Математическая модель
        u dC/dx = K(C)                (1)

        K(C)=k0 - k1C(x)              (2)

        x=0:      C(0)=C0             (3)
Исходные данные:
        u :=0.001           - Скорость движения газа, м/с

        k0 :=10             - Константа прямой рекции образования озона

        k1 :=0.001          - Константа обратной реакции разрушения озона

        C0 :=10             - Концентрация озона на входе в канал, моль/м3

        L :=1               - Длина отрезка для вычислений, м

        n :=100             - Количество точек для расчета