Якимов В.В., Глебко П.Ю. «Вероятностное моделирование распределения ударных импульсов по длине корпуса при движении судна во льдах» Труды Крыловского государственного научного центра (ранее: Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), № 3, с. 89-98 (2023)

Объектом исследования является водоизмещающее судно, осуществляющее движение во льдах. Цель заключается в изучении основных аспектов, касающихся вероятностного моделирования распределения ударных импульсов по длине корпуса при движении судна во льдах, которое составляет неотъемлемую процедуру единого процесса моделирования случайных нагрузок от воздействия льда на корпус судна. Материалы и методы. При выполнении исследования для вероятностного моделирования распределения ударных импульсов по длине корпуса при движении судна во льдах использован методический прием, предусматривающий комбинацию вероятностного и имитационного алгоритмов и учитывающий данные натурных наблюдений и испытаний. Основные результаты. Выполнены краткий обзор и причинно-следственный анализ результатов соответствующих экспериментальных исследований. Представлены и дополнены базовые теоретические положения ранее предложенного метода моделирования случайного распределения числа ударов по длине корпуса при динамическом взаимодействии судна с ледяным покровом. Уделено преимущественное внимание практической реализации указанного метода моделирования на примере арктического челночного танкера двойного действия «Василий Динков». Заключение. Сделан вывод о том, что использование сформулированного метода вероятностного моделирования распределения ударных импульсов по длине корпуса при движении судна во льдах в рамках решения задач оценки и прогнозирования ледовых нагрузок на суда в вероятностной постановке является обоснованным.

Гайдуков Р.К., Данилов В.Г., Фонарева А.В. «Моделирование таяния-намерзания льда в задаче обтекания жидкостью малой неровности» Известия РАН. Механика жидкости и газа, № 5, с. 82-94 (2023)

Исследуется фазовый переход при обтекании жидкостью ледяной поверхности с малой локализованной неровностью при больших числах Рейнольдса. В рамках двухпалубной структуры пограничного слоя на основе системы фазового поля построена математическая модель, описывающая динамику фазового перехода, и приведены результаты численного моделирования.

Козин В.М., Верещагин В.Ю. «Зависимость напряженно-деформированного состояния заснеженного ледяного покрова от глубины воды в условиях изгибно-гравитационного резонанса» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-1, с. 26-35 (2023)

Представлен краткий обзор экспериментально-теоретических исследований по распространению изгибно-гравитационных волн (ИГВ) в ледяном покрове. Отмечено, что большие энергетические затраты на разрушение льда традиционными технологиями обуславливают необходимость поиска новых средств и методов решения ледотехнических задач, в том числе, исследований способности амфибийных судов на воздушной подушке (СВП) разрушать ледяной покров при их движении по льду со скоростью резонансных ИГВ резонансным методом, т.е. в условиях наступления изгибно-гравитационного резонанса (ИГР). Их преимуществами являются отсутствие непосредственного контакта судна со льдом (это повышает надежность их эксплуатации), проходимость над заснеженным и заторошенным ледяным покровом, безопасность движения над подводными островами, битым льдом, возможность выхода со льда на чистую воду и наоборот, на необорудованный берег и пр. Отмечено, что на производительность резонансного метода влияют не только параметры СВП, но и условия ледовой обстановки, в том числе, заснеженность ледяного покрова и глубина воды. Представлены аналитические зависимости для анализа напряженно-деформированного состояния (НДС) ледяного покрова с наличием слоя снега, которое возникает под действием движущейся нагрузки в условиях ИГР. Приведены результаты расчетов зависимости амплитуды прогибов и напряжений в ледяном покрове от его параметров, снега и глубины воды. Установлено, что при выходе с глубокой воды на мелководье ледоразрушающую способность судов можно увеличить почти в 2 раза. На этом основании сделано заключение, что, если на акватории, где планируется выполнение ледокольных работ с использованием резонансного метода разрушения льда, имеются мелководные участки, то ледокольные работы следует начинать с них. Результаты предварительно выполненных данных исследований целесообразно продолжить для подтверждения их достоверности, например, путем проведения соответствующих экспериментов с последующей разработкой практических рекомендаций по их использованию.

Семенова Н.М., Двойченко Ю.А. «К вопросу об определении сопротивления разрушения льда платформами на воздушной подушке» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-3, с. 65-70 (2023)

Низкие скорости, высокие давления и несамоходность являются отличительными особенностями ледокольных платформ на воздушной подушке. Исследованию взаимодействия платформ со сплошным ледяным покровом посвящены небольшое количество работ. В статье рассматриваются различные методики расчета составляющих сопротивления, приводится графический анализ сравнения с данными натурных испытаний. В основе настоящего исследования лежит принцип разделения сопротивления на составляющие, каждая из которых рассматривалась отдельно. Для уточнения формулы составляющей сопротивления были проведены модельные эксперименты. Объем исследований позволил получить эмпирическую формулу расчета сопротивления в чистой воде с требуемой надежностью и точностью. При исследовании составляющей сопротивления разрушения ледяного покрова рассматривалось сопротивление надвижению поля давления произвольной формы на основание произвольного рельефа. Считалось, что кромки такого купола опираются на основание без трещин. Численное решение задачи позволило предложить зависимость для расчета сопротивления разрушения. Окончательно, после уточнения всех составляющих, предложена зависимость расчета сопротивления в сплошном ледяном покрове и представлены графики сравнения с натурными данными.

Земляк В.Л., Козин В.М., Васильев А.С. «Экспериментальное определение параметров движения погруженного тела и волнообразования в ледовых условиях» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-3, с. 77-87 (2023)

Экспериментально рассмотрено движение погруженного тела вблизи свободной поверхности жидкости и жидкости покрытой ледяным покровом. Эксперименты проводились в опытовом ледовом бассейне. Рассмотрено влияние особенностей формы поперечного сечения тела на волнообразование и характер движения в приповерхностной водной среде. Впервые экспериментально измерена величина относительного вертикального перемещения погруженного тела возникающего под воздействием подъемной силы. Установлены зависимости между исследуемыми параметрами и скоростью движения тела, а также влияние на них ледяного покрова. Определены параметры генерируемых изгибногравитационных волн. С помощью предложенного критерия ледоразрушения определена их ледоразрушающая способность. Установлена связь между величиной критерия ледоразрушения и характером разрушения льда. Делается вывод, что характер движения плохообтекаемых тел имеет сложную зависимость и большие значения относительного перемещения. По этой причине, движение подводных аппаратов с подобной формой корпуса в ледовых условиях на малом заглублении в диапазоне скоростей 0.3

Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-3, с. 77-87 (2023) | Рубрика: 07.14

Цуприк В.Г. «Разработка методологии расчета параметров циклической ледовой нагрузки от ледовых полей на морские объекты» Морские интеллектуальные технологии, 2, № 3-3, с. 122-131 (2023)

Опыт возведения и эксплуатации стационарных морских нефтегазодобывающих платформ, также как и эксплуатации ледоколов однозначно показал, что такие объекты могут испытывать критические вибрации от пиковых нагрузок в процессе циклического разрушения ровных ледовых полей. В работе, на основании энергетической модели явления разрушения льда, как термодинамического процесса, с учетом его структуры и реологии, представлено математическое описание закономерностей формирования циклической ледовой нагрузки как динамического процесса нарастания напряженно-деформированного состояния локального объема льда и его разрушения. За основу разрабатываемой методологии взят энергетический критерий – критическое значение плотности удельной энергии упругой деформации единичного объема льда, вызывающее и интегрально учитывающее и описывающее все виды его механического разрушения. Этот критерий является «встроенным в структуру льда» природным регулятором возможного значения пика контактной силы и продолжительности цикла накопления упругой энергии в его объеме до разрушения, а также триггером, запускающим спонтанный нерегулируемый процесс динамического разрушения. В работе методологически обоснован алгоритм определения требующихся для моделирования динамического поведения основания платформы параметров циклической ледовой нагрузки

Ковачев С.А., Ганжа О.Ю. «Строение земной коры Персидского залива по результатам глубинного сейсмического зондирования» Океанология, 63, № 5, с. 824-839 (2023)

Приведены результаты сейсмических работ, выполненных методом ГСЗ в Персидском заливе. В работах использовались донные сейсмографы аналогового типа и пневмоисточники сейсмических колебаний. Расстановки донных сейсмографов и прострелки выполнялись по трем региональным профилям длиной от 100 до 250 км. Основным результатом стало получение скоростной модели осадочного чехла и земной коры исследуемого района до границы М, расположенной на глубине порядка 43 км. Небольшая мощность верхнего слоя земной коры (4–5 км) и повышенные скорости продольных сейсмических волн в ее остальных слоях характеризуют субконтинентальный архейский тип земной коры. Утонение земной коры характерно для ближайших к Персидскому заливу акваторий: Черного, Каспийского, Средиземного и Красного морей. В земной коре исследуемого района была обнаружена структура, которая, возможно, является брахиантиклиналью, имеющей изометричную куполообразную форму, что соответствует складчатости платформенного типа в областях соляно-купольной тектоники. Каких-либо разломов в земной коре акватории Персидского залива, примыкающей к п-ову Бушер, обнаружено не было. Ключевые слова: Персидский залив, глубинное сейсмическое зондирование, скоростной разрез земной коры, донный сейсмограф