Математическое моделирование распространения ультразвуковых волн в приемной трубке гидродинамического лага нового типа
Аннотация
Актуальность исследования обусловлена негативным влиянием биообрастания на точность работы судовых навигационных приборов, в частности гидродинамических лагов нового типа, что приводит к погрешностям в определении скорости и пройденного расстояния. Целью работы является математическое и имитационное моделирование процесса распространения ультразвуковых волн в приемной трубке гидродинамического лага для обоснования параметров системы защиты от обрастания, основанной на явлении кавитации. В качестве инструмента исследования использован программный комплекс COMSOL Multiphysics, позволяющий решать связанные мультифизические задачи. Результаты моделирования визуализируют распределение ультразвукового поля по поверхности и в объеме трубки, подтверждая возможность генерации акустической кавитации для разрушения органического слоя. Полученные данные позволяют перейти к созданию малогабаритной системы защиты, размещенной в клинкете, что повышает надежность навигационного оборудования и снижает эксплуатационные затраты.
Литература
Итенберг, С.И. Курс кораблевождения. Том 5, книга 3. Лаги и автосчислители / С.И. Итенберг, А.П. Дворников, И.В. Балашков. – Ленинград: [б.и.], 1964. – 548 с.
Технология очистки и окраски корпусов судов / А. А. Васильев, В. М. Левшаков, Н. П. Маслова, С. В. Морозов. – Санкт-Петербург : ЦТСС, 2015. – 269 с. – ISBN 978-5-902241-29-4.
Подводная технология / В.А. Коробков, В.С. Левин, А.В. Лукошков, П.П. Серебреницкий. – Л.: Судостроение, 1981. – 239 с.
Филимонова В.А. Методы борьбы с биологическими обрастаниями / В.А. Филимонова, Е.О. Харчевникова // Вологдинские чтения. – 2009. – № 76. – С. 129–131.
Donnelly B., Sammut K., Tang Y. Materials Selection for Antifouling Systems in Marine Structures // Molecules. – 2022. – Vol. 27, № 11. – P. 3408. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules27113408
Legg M., Yücel M.K., de Carellan I.G., Kappatos V., Selcuk C., Gan T.H. Acoustic methods for biofouling control: A review // Ocean Engineering. – 2015. – Vol. 103. – P. 237–247.
Kitamura H., Takahashi K., Kanamaru D. Inhibitory effect of ultrasonic waves on the larval settlement of the barnacle Balanus amphitrite in the laboratory // Marine Fouling. – 1995. – Vol. 12, № 1. – P. 9–13.
Гуревич, Е.С. Морское обрастание и борьба с ним / Е.С. Гуревич, Е.В. Александрова, С.В. Максимова, Т.Н. Тасуна. – М.: Воениздат, 1957. – 504 с.
Mazue G., Viennet R., Hihn J.Y., Carpentier L., Devidal P., Albaina I. Large-scale ultrasonic cleaning system: design of a multi-transducer device for boat cleaning (20 kHz) // Ultrasonics Sonochemistry. – 2011. – Vol. 18, № 4. – P. 895–900.
Guo S., Lee H.P., Khoo B.C. Inhibitory effect of ultrasound on barnacle (Amphibalanus amphitrite) cyprid settlement // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. – 2011. – Vol. 409, № 1–2. – P. 253–258.
Патент RU 2837729 C2 Российская Федерация, G01P 5/14. Гидродинамический лаг : № 2023113865 : заявл. 27.05.2023 : опубл. 03.04.2025 // Антонов А.А., Куценко В.А., Артемьев А.В., Горшков А.А. ; Патентообладатели: Аракелян А.А. – URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=80657322– Текст электронный.
Перспективы развития судовых относительных измерителей скорости / Антонов, А. А.; Артемьев, А. В.; Дробышева, О. О. // Морские Исследования на Дальнем Востоке : Сборник Докладов VII Научно-Практической Конференции, Владивосток, 19 Ноября 2024 г. – Владивосток : МГУ им. адмирала Г.И. Невельского, 2024. – С. 122–126.
Сиротюк, М.Г. Акустическая кавитация / М.Г. Сиротюк. – М.: Наука, 2008. – 271 с.
Ландау Л.Д. Теоретическая физика: В 10 т. Т. VII: Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. – М.: Физматлит, 2003. – 264 с.
Seth N., Chakravarty P., Khandeparker L., Anil A.C., Pandit A.B. Quantification of the energy required for the destruction of Balanus amphitrite larva by ultrasonic treatment // Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. – 2010. – Vol. 90, № 7. – P. 1475–1482.
Habibi H., Gan T.H., Legg M., Garcia de Carellan I., Kappatos V., Tzitzilonis V., Selcuk C. An acoustic antifouling study in sea environment for ship hulls using ultrasonic guided waves // International Journal of Engineering Technologies and Management Research. – 2016. – Vol. 3, № 4. – P. 14–30.
Copyright (c) 2026 Научные проблемы водного транспорта
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
