CAE-исследования аэродинамики речных льдов
Аннотация
В работе проведён обзор осенне-зимних подвижек и торошения льдов на речных судоходных путях. Выделен круг задач обеспечения безопасности ледового судоходства, требующий прогноза ветровых нагрузок на торосистые ледяные поля крупнобитых фракций. В качестве комплексного аргумента для характеристики такого поля предложен коэффициент его парусности. Выявлена статистическая функция распределения высоты торосов.
Для ускорения процесса трёхмерного описания геометрии ледяной поверхности с заданным законом распределения торосов предложено совместное использование CAD и CAE-систем. Проведена серия CAE-«продувок» модельных ледяных полей. По анализу результатов CAE-моделирования ветрового воздействия на крупнобитые льды подтверждена зависимость аэродинамических нагрузок от направления атмосферного потока. Сделан вывод об ограниченности применения классического уравнения газодинамики в отношении исследованных льдов.
Литература
Vasiliy A. Lobanov, Yulia R. Guro-Frolova. Visualization of CAE-Solutions of Ice Navigation Partial Problems. Joint Maneuvering of Vessels (2022). Scientific Visualization 14.1: 32 - 40, DOI: 10.26583/sv.14.1.03
Теоретические основы обеспечения безопасности судовождения на внутренних водных путях: монография / А.Н. Клементьев, И.К. Кузьмичёв, В.А. Лобанов [и др.]; под. ред. И.К. Кузьмичёва. – Нижний Новгород: Изд-во ФГБОУ ВО «ВГУВТ», 2020. – 124 с. – ISBN 978-5901722-73-2. – Текст: непосредственный.
Лобанов В.А. Ветровые нагрузки на ледяной покров // Интернет-журнал «Науковедение» Том 7, №2 (2015). – с. 1-11, DOI: 10.15862/64TVN215
Ионов Б.П., Грамузов Е.М. Ледовая ходкость судов. 2 издание, исправленное. – СПб.: Судостроение, 2014. – 504 с., ил.
Коржавин К.Н. О дрейфе ледяных полей под воздействием ветра. – Материалы симпозиума по льду, 1972. c. 109-112.
Миронов Е.У., Клячкин С.В., Порубаев В.С. Морфометрические характеристики гряд торосов и стамух по данным натурных наблюдений и модельных расчетов в северо-западной части Каспийского моря // Труды 9-й межд. конф. RAO’09, 15-18 сентября 2009. – СПб.: 2009. т.1. с. 280–286.
Смирнов В.Н., Миронов Е.У. Исследования прочности, морфометрии и динамики льда в инженерных задачах при освоении шельфа в замерзающих морях. – Проблемы Арктики и Антарктики, №2 (85), 2010. – с. 5-15.
Aleksei A. Dobrodeev, Kirill E. Sazonov, Elizaveta A. Bokatova. Ice interaction of carrier ships in drifting ice and under ice compression: theoretical description. Proceedings of the 26 th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 14-18, 2021, Moscow, Russia. – URL: POAC21-014.pdf
Robert Frederking. Nanisivik Revisited: Ice Pressure Measurements from Winter 1985-86. Proceedings of the 26 th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 14-18, 2021, Moscow, Russia. – URL: POAC21-018.pdf
Marnix van den Berg, Raed Lubbad1, Sveinung Løset. Numerical modelling of ice pressure effects on the ice resistance during station keeping in broken ice. Proceedings of the 26 th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 14-18, 2021, Moscow, Russia. – URL: POAC21-082.pdf
Dyre Oliver Dammann, Andrew R. Mahoney, Mark Johnson, Hajo Eicken, Leif E.B. Eriksson, Franz J. Meyer, Emily Fedders, Mark Fahnestock. Applications of radar interferometry for measuring ice motion. Proceedings of the 26 th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 14-18, 2021, Moscow, Russia. – URL: POAC21-012.pdf
Alisa V. Baranskaya, Nataliya G. Belova, Daria M. Bogatova, Anna V. Novikova, Stanislav A. Ogorodov, Tanghua Li, Timothy A. Shaw, Benjamin P. Horton, Nicole S. Khan. Relative sea level changes as a driver of coastal dynamics in the Russian Arctic. Proceedings of the 26 th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 14-18, 2021, Moscow, Russia. – URL: POAC21-003.pdf
Fujisaki A., Yamaguchi H., Toyota T., Futatsudera A., Miyanaga M. Measurements of air ice drag coefficient over the ice covered Sea of Okhotsk. – J. Oceanogr., 2009. №65. – p. 487-498.
Botticher R. Fluid Structure Interaction with *MAT_SOFT_TISSUE and EFG Elements. 5th European LS-DYNA Users Conference. – 2005.
Тронин В.А. Повышение безопасности и эффективности ледового плавания судов на внутренних водных путях: диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук: специальность 05.22.16 – Судовождение / Горький, 1990. – 414 с.
Livermore Software Technology Corporation. LS-DYNA. – URL: https://www.lstc.com/products/ls-dyna
PTC MathCAD. – URL: https://www.ptc.com/en/products/MathCAD
Copyright (c) 2022 Научные проблемы водного транспорта
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
