59
ИСАЕВ Валентин Игоревич
Донецкая Народная Республика, г. Макеевка
ГБОУ «Лицей № 2 г.о. Макеевка», 10 класс
СИДОРЕНКО Вадим Дмитриевич
Донецкая Народная Республика, г. Макеевка
ГБОУ «Лицей № 2 г.о. Макеевка», 10 класс
ФОРМИРОВАНИЕ ГОРОДСКОГО ЛАНДШАФТА НА ОСНОВЕ ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПОВЕДЕНИЯ ОДИНОЧНОГО ДЕРЕВА ПРИ ВЕТРОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ
Научный руководитель: Левчук Марина Владимировна, Донецкая Народная Республика, г. Макеевка, ГБОУ «Лицей № 2 г.о. Макеевка», учитель физики
Пс-7
В работе над проектом исследовалась стабилизация деревьев на грунтовом основании, изучался ряд факторов, влияющих на устойчивость деревьев, таких как: ветроустойчивость на изгиб, различные корневые системы деревьев, разновидности крон, механические свойства древесины.

Перечисленные особенности ветроустойчивости деревьев, главным образом определяются различной структурной организацией надземных и подземных частей деревьев как одной породы, так и разных пород. От формы ствола, положения прикорневых наплывов и главных корней, от положения дерева в пологе зависит сопротивление дерева на изгиб. Устойчивость деревьев к воздействию внешних и внутренних факторов (влияние ветра, вибрация от движения транспорта) во многом связана с характером корневой системы дерева, ее развитием в тех или иных условиях, а также от качества грунта, в котором оно произрастает.

Для объективной оценки устойчивости дерева были взяты по отдельности дерево со стержневой корневой системой и дерево с поверхностной корневой системой. Первое можно рассмотреть на примере парусной яхты типа «швертбот» (лодка с вертикальным килем-доской), а второе – на примере парусной яхты типа «катамаран». Под действием постоянной силы ветра на парус яхта кренится. Точно так же под действием ветра на крону кренится дерево. Давление ветра на крону образует кренящий момент. При этом сила тяжести и сила реакции опоры, действующие на дерево, не находятся в одной плоскости, и образуют пару сил, стремящуюся возвратить дерево в нормальное положение.
Другой тип модели – дерево как жёсткая колонна на упругом основании под действием горизонтально направленной силы Р.
Такая модель позволяет внутри неё перейти от рассмотрения деревьев со стержневой корневой системой к деревьям с поверхностной системой. При этом увеличиваются геометрические параметры фундамента.

Анализ моделей показал, что деревья с вертикальной корневой системой могут сохранять устойчивость при больших углах крена, чем деревья с горизонтальным расположением корней, однако, у таких деревьев существенно возрастает вероятность излома ствола.

Использование моделей позволяет смоделировать реальную ситуацию с конкретным деревом.
В результате работы над проектом был разработан калькулятор, рассчитывающий ветроустойчивость деревьев на основе математической модели. Это позволило автоматизировать расчеты и предоставить планировщикам городского ландшафта удобный интерфейс для выбора породы деревьев.

Ключевая особенность итогового продукта – простота использования: не нужно быть физиком, чтобы им пользоваться. Вся сложная логика инкапсулирована в коде продукта. Пользователь использует доступный интерфейс, вводя данные конкретного дерева, и мгновенно получает готовые расчеты.

Технологический стек включает в себя кроссплатформенное приложение, написанное на Python.
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Учебно-лабораторный корпус, Рубцовская набережная, д. 2/18, холл 3 этажа
МГТУ им. Н.Э. Баумана,
27 марта, 15:00 - 17:00 (Мск)
Место проведения выставки:
Расписание работы выставки:
Награждение:
22 марта, воскресенье
10:00 - 17:00 (Мск) - Оформление стендов
23 марта, понедельник
12:00 - 15:00 (Мск) - Работа выставки
24 марта, вторник
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
25 марта, среда
14:00 - 17:00 (Мск) - Работа выставки
Хотите посетить Всероссийскую научно-технологическую выставку «Шаг в будущее»?
Выставка открыта для посетителей 24 марта, вторник, с 14:00 до 17:00, 25 марта, среда, с 14:00 до 17:00 в учебно-лабораторном корпусе МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Желающим необходимо прислать заявку на почту sitfp@bk.ru, указав список посетителей, их место работы или учебы. Точное время посещения будет определено организаторами. Экскурсии по выставке не проводятся.