<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="other" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Izvestiya of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Izvestiya of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Известия Самарского научного центра Российской академии наук</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">1990-5378</issn></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">624764</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.37313/1990-5378-2023-25-3-107-113</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Unknown</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Thermodynamic model of ice collar for hydrotechnical construction</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Термодинамическая модель ледового воротника в гидротехническом строительстве</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Sharapov</surname><given-names>Dmitry A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Шарапов</surname><given-names>Дмитрий Андреевич</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>PhD, Associate Professor of the Higher School of Hydrotechnical and Energy Construction</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>кандидат наук, доцент Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства</p></bio><email>sharapov@bk.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Klochkov</surname><given-names>Yury S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Клочков</surname><given-names>Юрий Сергеевич</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Vice-Rector for Scientifi c and Organizational Activities</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, доцент, проректор по научно-организационной деятельности</p></bio><email>y.kloch@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">St. Petersburg Polytechnic University of Peter the Great (National Research University)</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (национальный исследовательский университет)</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2023-06-28" publication-format="electronic"><day>28</day><month>06</month><year>2023</year></pub-date><volume>25</volume><issue>3</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>107</fpage><lpage>113</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2023-12-17"><day>17</day><month>12</month><year>2023</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2023-12-17"><day>17</day><month>12</month><year>2023</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2023, Sharapov D.A., Klochkov Y.S.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2023, Шарапов Д.А., Клочков Ю.С.</copyright-statement><copyright-year>2023</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Sharapov D.A., Klochkov Y.S.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Шарапов Д.А., Клочков Ю.С.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/1990-5378/article/view/624764">https://journals.eco-vector.com/1990-5378/article/view/624764</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Arctic development is one of the priorities for the country. For this, it is necessary both to develop new normative documentation on standardization and to improve existing norms and standards. The Arctic region is complex in terms of weather and environmental conditions. Environmental loads and actions on hydraulic structures are most important and primarily include impacts from ice. Ice impacts can be of a very different nature and therefore are not fully reflected in the normative documents. The formation of an ice collar is one of the types of freezing on the submerged hydraulic structures. Ice collar is a thicker ice around structure due to the high thermal conduction through the structure. This ice is formed due to the heat flow through the body of the structure and can be calculated. Analytical calculation of the ice collar is difficult to perform, so it is proposed to use a thermodynamic model for numerical simulation.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Одной из приоритетных задач развития страны является освоение Арктики. Для этого необходимо как разрабатывать новую нормативную документацию по стандартизации, так и проводить совершенствование имеющихся норм и стандартов. Арктический регион является сложным с точки зрения внешних условий. Для Гидротехнических конструкций внешние воздействия в Арктике, в первую очередь, включают воздействия со стороны льда. Ледовые воздействия могут носить самый разный характер и поэтому недостаточно полно отражены в нормативных документах. Образование ледового воротника - это один из типов вмерзания, когда вокруг частично находящегося в воде гидротехнического сооружения, при отрицательных температурах воздуха, образуется утолщение льда, превышающее по своей толщине окружающий ровный лед. Данное утолщение образуется по причине теплового потока через тело сооружения и может быть рассчитано. Аналитический расчет ледового воротника сложно выполним, поэтому предполагается использовать термодинамическую модель для численного моделирования.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>ice collar</kwd><kwd>freezing into ice</kwd><kwd>mathematical modelling</kwd><kwd>numerical calculation</kwd><kwd>energy balance equation</kwd><kwd>Stefan method</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>ледовый воротник</kwd><kwd>вмерзание в лед</kwd><kwd>математическая модель</kwd><kwd>численный расчет</kwd><kwd>уравнение баланса энергии</kwd><kwd>метод Стефана</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Исследование выполнено в рамках проекта FSEG-2020-0021</funding-statement></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Meirmanov A. The Stefan problem // Walter de Gruyter, Berlin. - 1992. - T. 244.</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Loset S., Marchenko A. Field studies and numerical simulations of ice bustles on vertical piles // Cold Regions Science and Technology. - 2009. - T. 58, № 1-2. - C. 15-28.</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Marchenko A. Thermodynamic consolidation and melting of sea ice ridges // Cold Regions Science and Technology. - 2008. - T. 52, № 3. - C. 278-301. EDN: MJSDQB</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Sharapov D., Shkhinek K., DelValls T. Á. Ice collars, development and effects // Ocean Engineering. - 2016. - T. 115. - C. 189-195. EDN: WSGBUR</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Thermal Conductivity of Sea Ice and Antarctic Permafrost. A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy. / Daniel J. P.: Wellington, New Zealand, 2004. A thesis submitted for the degree of Doctor of Philosophy.</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Schwerdtfeger P. The thermal properties of sea ice //j. Glac. - 1963. - T. 4. - C. 789-807.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Nazintsev, Yu.L. Nekotorye dannye k raschetu teplovykh svoystv morskogo l'da // Trudy instituta Arktiki i Antarktiki / Yu.L. Nazintsev. - 1964. - T. 267. - C. 31-47.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Назинцев, Ю.Л. Некоторые данные к расчету тепловых свойств морского льда // Труды института Арктики и Антарктики / Ю.Л. Назинцев. - 1964. - T. 267. - C. 31-47.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Sharapov, D.A. Gidrotekhnicheskoe stroitel'stvo. Led i ego svoystva dlya sooruzheniy Arktiki: ucheb. posobie / D. A. Sharapov, A.S. Bol'shev - SPb: POLITEKh-PRESS, 2023. - 89 s. EDN: LFCDTV</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шарапов, Д.А. Гидротехническое строительство. Лед и его свойства для сооружений Арктики: учеб. пособие / Д. А. Шарапов, А.С. Большев - СПб: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2023. - 89 с. EDN: LFCDTV</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Doronin, Yu.P. Morskoy led. / Yu.P. Doronin, D.E. Kheysin: L.: Gidrometeoizdat, 1975.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Доронин, Ю.П. Морской лед. / Ю.П. Доронин, Д.Е. Хейсин: Л.: Гидрометеоиздат, 1975.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Ram P. K. The Dirac Delta Function and Delta Sequences // Mathematics in Science and Engineering / Ram P. K.Elsevier, 1983. - C. 1-19.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Salva N., Tarzia D. Explicit solution for a Stefan problem with variable latent heat and constant heat flux boundary conditions // Journal of Mathematical Analysis and Applications. - 2011. - T. 379, № 1. - C. 240-244. EDN: OMHDDF</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Mccue S., Wu B., Hill J. Classical two-phase Stefan problem for spheres // Proceedings of the Royal Society a-Mathematical Physical and Engineering Sciences. - 2008. - T. 464, № 2096. - C. 2055-2076.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Asaithambi A. Numerical solution of Stefan problems using automatic differentiation // Applied Mathematics and Computation. - 2007. - T. 189, № 1. - C. 943-948.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Stefan J. Uber die theorie der eisbildung, insbesondere uber die eisbildung in polarmeere // Ann. Phys. - 1981. - T. 42 (2). - C. 269-186.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">ICEMELT, Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM RU 2015617335, 07.07.2015. Zayavka № 2015614290 ot 19.05.2015. / Sharapov D. A., Shkhinek K. N., 2015.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">ICEMELT, Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2015617335, 07.07.2015. Заявка № 2015614290 от 19.05.2015. / Шарапов Д. А., Шхинек К. Н., 2015.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B16"><label>16.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Sharapov D. A., Bol'shev A. S. chislennaya otsenka neobkhodimoy energii dlya predotvrashcheniya obrazovaniya vorotnikov na morskikh prichalakh Arktiki / D.A. Sharapov, A.S. Bol'shev // Nauchno-tekhnicheskiy sbornik Rossiyskogo morskogo registra sudokhodstva. - 2016. - T. 44-45. - C. 20-25. EDN: XBSMJV</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шарапов Д. А., Большев А. С. численная оценка необходимой энергии для предотвращения образования воротников на морских причалах Арктики / Д.А. Шарапов, А.С. Большев // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2016. - T. 44-45. - C. 20-25. EDN: XBSMJV</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Sharapov D., Shkhinek K. Numerical calculation of the ice grow and empirical calculation results // Advanced Materials Research, Proceedings of 3rd International Conference on Materials and Products Manufacturing Technology (ICMPMT 2013), September 25-26, Changsha, China. - 2013.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Arkhivnye dannye po temperature // Spravochnik po klimatu SSSR, Omskaya i Tyumenskaya oblasti za period s 1955 po 1976 god, Glavnaya Geofizicheskaya Observatoriya. - 1976.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Архивные данные по температуре // Справочник по климату СССР, Омская и Тюменская области за период с 1955 по 1976 год, Главная Геофизическая Обсерватория. - 1976.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B19"><label>19.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Arkhivnye dannye po tolshchine l'da // Gidrologicheskiy ezhegodnik stantsii Novyy port basseyna Karskogo morya za period s 1955 po 1976 god, Gosudarstvennyy Gidrologicheskiy Institut. - 1976.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Архивные данные по толщине льда // Гидрологический ежегодник станции Новый порт бассейна Карского моря за период с 1955 по 1976 год, Государственный Гидрологический Институт. - 1976.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B20"><label>20.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Sharapov, D.A. Gidrotekhnicheskoe stroitel'stvo - ledovye vorotniki, svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM RU 2023615858, 20.03.2023. Zayavka № 2023613926 OT 22.02.2023. / D.A. Sharapov, 2023.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Шарапов, Д.А. Гидротехническое строительство - ледовые воротники, свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023615858, 20.03.2023. Заявка № 2023613926 ОТ 22.02.2023. / Д.А. Шарапов, 2023.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
