АНАЛИЗ ТЕЧЕНИЯ МЕТЕЛИ ВОКРУГ МОДЕЛИ СНЕГОЗАЩИТНОГО ЗАБОРА НА ОСНОВЕ ИСПЫТАНИЙ В АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ

Аннотация

Статья посвящена исследованию эффективности многофункциональных снего и шумозащитных сооружений, предназначенных для повышения безопасности дорожного движения и защиты придорожных территорий в условиях интенсивного снегопереноса и повышенной шумовой нагрузки. Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки инженерных решений, позволяющих одновременно снижать уровень транспортного шума и предотвращать образование снежных заносов на автомобильных дорогах и в городской среде. Анализ существующих исследований выявил три основных направления: численное CFD моделирование снегозащиты, экспериментальные испытания в аэродинамических трубах и изучение турбулентных двухфазных потоков. Вместе с тем недостаточно исследованной остается комплексная оценка эффективности экранов на основе интеграции аэродинамического моделирования, PIV визуализации и анализа видимости трассы. Цель исследования заключается в определении оптимальных параметров размещения и конструкции дорожных экранов на основе анализа аэродинамических характеристик воздушно снежных потоков и условий видимости. Научная новизна состоит в получении методом PIV новых данных о распределении полей скоростей и структуре турбулентных зон вблизи различных типов снегозащитных сооружений. Впервые выполнена количественная оценка влияния геометрических параметров экранов на процессы снегозадержания и видимость дорожного полотна. Экспериментальные исследования проведены в аэродинамической трубе незамкнутого типа с использованием модели снега на основе активированной глины. Рассмотрены четыре схемы размещения ограждений высотой 3 –5 м. Для анализа воздушного потока использован метод оптической анемометрии по изображениям частиц. Установлено, что традиционные конструкции высотой 5 м способствуют перелету потока и накоплению снежных масс на правой стороне дороги, ухудшая видимость. Наиболее эффективным является забор высотой 4 м, расположенный на расстоянии 1,5 м от обочины. Такая конструкция снижает турбулентность, предотвращает накопление снега на проезжей части и обеспечивает нормативные условия видимости. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании и модернизации систем инженерной защиты автомобильных дорог.