Берілген мақалада гидравликалық есептеулерді жүргізуде компьютерлік бағдарламаларды қолдану ерекшеліктері қарастырылады.
Кілт сөздер: гидротехникалық құрылғылар, тәуелділік графиктері, каналдың көлденең қимасы.
В данной статье рассматриваются особенности применения компьютерных программ при выполнении гидравлических расчетов.
Ключевые слова: гидротехнические сооружения, графики зависимости, поперечное сечение канала.
Қазіргі таңда гидротехникалық үймереттерді пайдалануда олардың сенімділігі мен төзімділігі басты талаптар болып есептеледі.
Гидротехникалық құрылысты жүргізу, жобалау және оларды пайдалану кезінде көп қиындықтар кездеседі. Гидротехникалық үймереттердің су ағынына және қысымына төтеп беруін, олардың су ағысымен шайылып кетпеуін алдын-ала жобалау кезінде ескеру қажет.
Гидротехникалық үймереттерде осы мәселеге бағытталған есептерді шешу аса дәлдік пен едәуір уақытты қажет етеді.
Жаңа ақпараттық технологияларды қолдану және бағдарламаларды әзірлеу арқылы күрделі гидротехникалық есептеулерді орындауды жеңілдетуге болады.
Компьютерлік модельдеу — қазіргі заманғы ғылыми танымның басқарушы принципі. Сондықтан, ғылыми-тәжірибелік зерттеулерде оның атқаратын міндеті аса жоғары.
Қазіргі кезде ғылыми-тәжірибелік зерттеулерде компьютерлік модельдеу танымның негізгі құралдарының бірі болып табылады. Ол инженер мамандардың білуге тиісті жобалау,талдау, сараптау іс-әрекетінде маңызды міндет атқаратын таным құралдарының ең қуаттылыраның қатарына жатады. Компьютерлік модельдеудің мән-мағынасы, маманның нақты объектіні практикада толық зерттеу мүмкін емес жағдайда, оны есептеу алгоритмдерінің көмегімен компьютер арқылы іске асыратын, сол нақты объектіні математикалық модельмен алмастыру болып табылады.
Жалпы техникалық құрылғыларды зерттегенде модель — модельдеуші алгоритм — ЭЕМ бағдарламасы негізгі міндет атқарады.
Математикалық моделін құруда объектілердің маңызды қасиеттерін, оның бағынатын заңдарын, объектіні құрайтын элементтерге қатысты ұғымдарды математикалық формулалар арқылы бейнелейтін эквиваленті таңдалады. Математикалық модель немесе оның бөліктері, қарастырып отырған объект туралы мәліметтер алуға мүмкіндіктер беретін теориялық әдістемелер арқылы зерттеледі, сонымен қатар есептеу немесе модельдеу объектісі деп аталатын математикалық есептерді шешу әдісі жасалады. Мұндағы есептеу алгоритмдері қарастырып отырған технологиялық объект моделінің пайдаланатын негізгі сипаты нақты объектінің қасиеттерімен сәйкес келуге тиіс [1, 44 б.].
Қазіргі таңда әлемде нақты пәндік аймақтың талабы бойынша пайда болған толып жатқан әртүрлі жоғарғы деңгейлі бағдарламалау тілдері бар.
Бағдарламалау құралы ретінде Microsoft Windows операциялық ортасы үшін визуалды қосымшаларды құру бойынша барлық талаптарды қанағаттандыратын Borland Delphi 7 визуалды ортасы таңдап алынды.
Microsoft SQL Server 2008 R2 — бұл деректерді басқарудың және бизнес-аналитиканың кешенді платформасы. Ол деректер қорын жетілген талдау құралдарымен және жеткілікті қауіпсіздікпен құру мүмкіндігіне ие. Бұл оны өте маңызды бизнес-қосымшаларға негіз ретінде қолдануға мүмкіндік береді. Бұл редакция серверлерді нығайтуға, үлкен масштабты OLTP-амалдарды орындауға және есеп-қисаптарды құруға мүмкіндік береді [2, 124 б.].
Пайдаланушы тарапынан кірістік мәліметтер енгізіледі. Енгізілген мәліметтер бойынша гидравликалық есептеулер орындалады. Егер шығарылған нәтижелер тапсырманың параметрлеріне сәйкес келсе тиісті графиктері тұрғызылып оптималды параметрлері анықталады.
Жалпы алғанда атқарымды жүйелер сенімді және жылдам болып табылады. Бағдарлама жүйенің өзгерісін модельдеудің әр уақытында тексеріп отырады және алынған нәтижелерді көрсетеді [3, 221 б.].
Төменде, оң жағалау каналының суөткізгіштік мүмкіндігін анықтау және көлденең профилін тұрғызу мысалы келтірілген. Есептің теориялық /аналитикалық/ бөлімін қажетті тәуелділіктің эмпирикалық формуласының математикалық моделін құру арқылы, ал есептеуді Borland Delphi 7 бағдарламалық ортасын қолдану арқылы жүргізу ұсынылады. Есептің графикалық жұмыстары AutoCAD бағдарламасын қолдану арқылы орындалады [4, 444 б.].
Трапециялы қималы оң жағалау каналы i=0,00032 табан еңістігімен жобаланған. Q есептік өтімі және b канал табанының ені берілген.
- Каналдың сипатына және жағдайына сәйкес оның n кедір-бұдырлық коэффициентінің мәнін және m каналдың беткейлік коэффициентін анықтаймыз.
- Белгілі бірқалыпты қозғалыс кезіндегі Qн шығынына байланысты каналдағы h0 су тереңдігін Шези формуласынан іріктеп алу әдісімен анықтаймыз. h=1,5×h0 тереңдігіне дейінгі аралықта Q=f(h) графигін құрамыз.
- Табылған h0 тереңдігін Агроскин кестесі бойынша тексеріп, каналдың ең тиімді қимасын табамыз.
- Табылған нәтижелер бойынша масштабта (горизонтальды және вертикальды масштабтар бірдей) каналдың көлденең профилін тұрғызамыз.
Кесте 1
Каналдың су шығынын және орташа жылдамдығын есептеу кестесі
|
h, м |
ω, м2 |
χ, м |
R, м |
|
υ, м/с |
Q, м3/с |
|
1 |
7,50 |
9,605 |
0,78 |
33,65 |
0,60 |
4,50 |
|
1,2 |
9,36 |
10,32 |
0,90 |
37,35 |
0,66 |
6,25 |
|
1,4 |
11,34 |
11,04 |
1,02 |
40,72 |
0,72 |
8,25 |
|
1,6 |
13,44 |
11,76 |
1,14 |
43,83 |
0,78 |
10,53 |
|
1,8 |
15,66 |
12,49 |
1,25 |
46,72 |
0,83 |
13,08 |
|
2,0 |
18,00 |
13,21 |
1,36 |
49,47 |
0,88 |
15,93 |
|
2,5 |
24,37 |
15,00 |
1,62 |
55,16 |
0,93 |
22,66 |
|
3,0 |
31,50 |
16,80 |
1,87 |
60,83 |
1,03 |
32,44 |
hn су тереңдігіне тәуелді шығын және орташа жылдамдық графиктерін құрамыз (сурет 1).
Нәтижесінде ең тиімді гидравликалық радиус Rгт және ең тиімді гидравликалық тереңдік hгт мәндері табылды. Осы параметрлер арқылы каналдың ең тиімді қимасын тұрғызамыз (сурет 2).
Келесі ретте, каналдың гидравликалық есептеулерін Borland Delphi 7 бағдарламалық ортасын қолдану арқылы жүргіу үшін, бас мәзірден «Меню» қосымша бетті шертіп, «Гидродинамические расчеты» мәзірі ішінен «Гидравлические расчеты канала» ішкі мәзірді таңдаймыз (сурет 3).
Бұл терезеде жүргізілген есептеулердің мәндері кестеге түсірілген. Кестедегі мәліметтер арқылы су шығыны және жылдамдықтың су тереңдігіне тәуелділік графиктері тұрғызылған (сурет 4).
Гидравликалық есептеулерді Borland Delphi 7 бағдарламалық ортасын қолдану арқылы жүргізу:
- Есептеу уақытын үнемдейді
- Тәуелділік графигін тұрғызу сапасын және есептеу дәлдігін арттырады
Әдебиет:
- Шукаев Д. Н. Компьютерное моделирование. — Алматы: КазНТУ, 2001. — 164 с.
- Тюкачев Н., Илларионов И., Хлебостроев В. Программирование графики в Delphi. — СПб.: БХВ-Петербург, 2008. — 779 с.
- Программирование в Delphi для Windows. Версии 2006, 2007, Turbo Delphi. — М.: Бином-Пресс, 2013. — 1248 с.
- Зуев С. А., Полещук Н. Н. САПР на базе AutoCAD — как это делается. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004. — 1168 с.
