Математика против катастроф: в России научились предсказывать обрушение труб при ураганах

Исследователи из Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) совместно с коллегами из компании «Спецвысотстройпроект» разработали инновационный метод прогнозирования обрушения высотных труб под воздействием ураганных ветров. Этот подход позволяет с высокой точностью моделировать поведение конструкций, таких как дымовые трубы, при резонансе, вызванном вихревыми потоками.

Математика против катастроф: в России научились предсказывать обрушение труб при ураганах

В рамках исследования ученые выбрали в качестве испытательного образца трубу котельной в Красноперекопске, Республика Крым. Эта труба высотой 180 метров может раскачиваться под действием ветра, отклоняясь почти на полтора метра. Особенно опасен ветровой резонанс, который может привести к катастрофическим последствиям, если труба обрушится.

Новый метод расчета

Разработанный метод включает в себя виртуальное деление трубы на сотню кольцевых элементов с известными размерами и массой. Это позволяет строить матрицы масс, жесткости и демпфирования, что значительно повышает точность прогнозирования. Ветровая пульсация моделируется как параболическое повторяющееся действие импульсов, что позволяет более точно учитывать колебания конструкции.

Специалисты рассмотрели колебания с периодичностью пульсаций по трем низшим – наиболее опасным – собственным формам. Точность нового метода достигает 0,06 наноньютона, что в сотни раз превышает точность существующих методов, используемых в строительстве. Это позволяет более эффективно оценивать риски и принимать меры для предотвращения обрушений, отметил профессор Александр Потапов.

Практическое применение

Метод уже был опробован на практике и показал свою эффективность. Он может быть применен не только для дымовых труб, но и для других высотных конструкций, таких как объекты ветроэнергетики, градирни и башни. Это открывает новые горизонты для проектных и конструкторских организаций, работающих с высотными сооружениями.

 

 

Читайте также

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

В России появится национальная база генетической информации

В России появится национальная база генетической информации

Ученые впервые сняли движение электронов внутри молекулы во время химической реакции

Ученые впервые сняли движение электронов внутри молекулы во время химической реакции

ИИ точно прогнозирует свойства новых материалов по химической формуле

ИИ точно прогнозирует свойства новых материалов по химической формуле

ИИ создал вирусы, которых никогда не существовало в природе

ИИ создал вирусы, которых никогда не существовало в природе

Ученые заставили мозг «увидеть» то, чего не существует в реальности

Ученые заставили мозг «увидеть» то, чего не существует в реальности

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

Радиационный жилет AstroRad для астронавтов оказался эффективнее ожиданий во время солнечных бурь

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

NASA предложило собирать гигантские космические радары с помощью роботов

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира

Лучшие фотографии полного солнечного затмения 2026 года со всего мира

Google представила Pixel 11 Pro, Pro XL и складной Pro Fold с новой подсветкой HiLight

Google представила Pixel 11 Pro, Pro XL и складной Pro Fold с новой подсветкой HiLight