Ветровой дрейф, разрушение и нагромождение обломков ледяного поля

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Статья содержит модель ветрового дрейфа ледяного поля, которая позволяет оценить скорость дрейфа в зависимости от скорости ветра и размеров ледяного поля, а также кинетическую энергию ледяного поля, которая при его столкновении с неподвижным препятствием выделится и вызовет хрупкое разрушение и образование обломков, формирующих нагромождения перед стационарными шельфовыми сооружениями. Основой для исследования явилось допущение о том, что воздействие ветра и водной массы на ледяное поле можно описать методами, использующимися в аэродинамике и теории корабля. Модель процесса образования нагромождения обломков льда и оценка его размеров основывались на допущении в том, что вся кинетическая энергия ледяного поля расходуется на его хрупкое разрушение, а формирование нагромождения обломков происходит по тем же закономерностям, что и у естественных нагромождений обломков льда: гряд торосов и стамух. Выполненное моделирование дало возможность связать размеры нагромождения обломков льда с размерами ледяных полей и скоростью ветра. Созданная модель и результаты компьютерного моделирования могут быть использованы для практических оценок и прогнозирования размеров нагромождений льда на стационарных платформах и терминалах в морях Арктики и в других замерзающих морях.

Об авторах

В. К. Гончаров

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: vkgonch@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Астафьев В.Н., Сурков Г.А., Трусков П.А. Торосы и стамухи Охотского моря. СПб: Пресс-Погода, 1997. 197 с.
  2. Бушуев А.В., Волков Н.А., Лощилов В.С. Атлас ледовых образований. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 140 с.
  3. Войткунский Я.И. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение, 1988. 288 с.
  4. Гончаров В.К. Ветровой дрейф и разрушение ледового поля // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ). 2022. Вып. 4(4). С. 14–26.
  5. Гончаров В.К., Пяткин В.А. Исследование взаимодействия ледовых полей с неподвижной преградой // Морские интеллектуальные технологии. 2020. Т. 3. № 1. С. 66–71. Doi.org 10.37220/MIT.2020.47.1.039.
  6. Доронин Ю.П. Физика океана. СПб: Изд. РГГМУ, 2000. 340 с.
  7. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 320 с.
  8. Жуков Л.А. Общая океанология. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 376 с.
  9. Леонтьев О.К., Рычагов Г.И. Общая геоморфология (Учебное пособие) М.: Высшая школа, 1979. 287 с.
  10. Объединенная судостроительная корпорация. Пресс-центр. Новости, 4 марта 2022 г. https://www.aoosk.ru/press-center/news/na-platforme-prirazlomnaya-dobyto-bolee-19-mln-tonn-nefti/.
  11. Фабрикант Н.Я. Аэродинамика. Общий курс. М.: Наука, 1964. 816 с.
  12. Харитонов В.В., Бородкин В.А. Методика исследования стамух // Материалы докладов XIII Общероссийской научно-практической конференции и выставки “Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации”, 2017. С. 216–223.
  13. Хейсин Д.Е., Лихоманов В.А., Курдюмов В.А. Определение удельной энергии разрушения и контактных давлений при ударе твердого тела о лед // Труды ААНИИ. 1975. Т. 326. С. 210–218.
  14. Цуприк В.Г. Теоретические исследования удельной энергии механического разрушения морского льда // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Математика, механика, информатика. 2013. Т. 13. № 2. С. 119–125.
  15. Bridges R., Riska K., Hopkins M., Wei Y. Ice interaction process during ice encroachment // Marine Structures. 2019. V. 67. 102629. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2019.05.007
  16. Dawson T.H. Offshore structural engineering. Leningrad: Sudostroenie. 1986. 288 p.
  17. Dong J., Li Zh., Lu P. et al. Design ice loads for piles subjected to ice impact // Cold Regions Science and Technology. 2012. V. 71. P. 34–43.
  18. Goncharov V.K. Wind drift and breakdown of the ice field // 26th IAHR International Symposium on Ice (IAHR-22). Montreal, Canada. 2022. Paper 79. 11 p.
  19. Goncharov V.K. Wind drift and pile up of the ice field // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. V. 11. № 6. 13 p. https://doi.org/10.3390/jmse11061227
  20. Goncharov V.K., Klementieva N. Yu., Li Z. et al. Effective forces on the grounded hummock and piled ice // Proceeding of the 19th International Conference on Port and Ocean Engineering Under Arctic Condition “Recent Development of Offshore Engineering in Cold Regions”, POAC’2007. China. 2007. V. 2. P. 735–746.
  21. Hoyland K.V. Ice ridge characteristics and engineering concerns regarding ice ridges // Cold Region Science and Marine Technology (EOLSS). 2012. V. 1. Chapter 29. 19 p.
  22. Leppäranta M. The drift of Sea Ice. Springer-Berlin, Heidelberg. Germany. 2011. 350 p.
  23. Marchenko A. Modelling of ice piling up near offshore structures // Proceedings of the 20th IAHR International Symposium on Ice. Finland. 2010. 14 p.
  24. Patil A., Sand B., Fransson L., Daiyan H. Constitutive models for sea ice rubble in first year ridges: a literature review // Proceedings of the 21st IAHR International Symposium on Ice. Dalian, China. 2012. P. 623–638.
  25. Peyton H.R. Sea ice strength // Report NNR307–247. Geophysical Institute. University of Alaska. 1966. 273 p.
  26. Sand B., Bonath V., Sudom D., Petrich C. Three year of measurements of the first-year ridges in the Barents Sea and Fram Strait // Proceedings of the International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, POAC’15. Norway. 2015. 11 p. https://www.poac.com/PapersOnline.html732–742
  27. Sudom D., Timco G., Sand B., Fransson L. Analysis of first-year and old ice ridge characteristics // Proceedings of the International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, POAC’2011. Canada. 2011. V. 1. P. 732–742. https://doi.org/10.4224/23004497

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024