Термодинамическая модель ледового воротника в гидротехническом строительстве
Автор: Шарапов Д.А., Клочков Ю.С.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 3 т.25, 2023 года.
Бесплатный доступ
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.
Ледовый воротник, вмерзание в лед, математическая модель, численный расчет, уравнение баланса энергии, метод стефана
Короткий адрес: https://sciup.org/148327165
IDR: 148327165 | DOI: 10.37313/1990-5378-2023-25-3-107-113
Список литературы Термодинамическая модель ледового воротника в гидротехническом строительстве
- Meirmanov A. The Stefan problem // Walter de Gruyter, Berlin. – 1992. – T. 244.
- 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.
- Marchenko A. Thermodynamic consolidation and melting of sea ice ridges // Cold Regions Science and Technology. – 2008. – T. 52, № 3. – C. 278-301.
- Sharapov D., Shkhinek K., DelValls T. Á. Ice collars, development and effects // Ocean Engineering. – 2016. – T. 115. – C. 189-195.
- 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.
- Schwerdtfeger P. The thermal properties of sea ice // J. Glac. – 1963. – T. 4. – C. 789–807.
- 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.
- 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.
- Доронин, Ю.П. Морской лед. / Ю.П. Доронин, Д.Е. Хейсин: Л.: Гидрометеоиздат, 1975.
- Ram P.K. The Dirac Delta Function and Delta Sequences // Mathematics in Science and Engineering / Ram P. K.Elsevier, 1983. – C. 1-19.
- Salva N., Tarzia D. Explicit solution for a Stefan problem with variable latent heat and constant heat fl ux boundary conditions // Journal of Mathematical Analysis and Applications. – 2011. – T. 379, № 1. – C. 240-244.
- 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.
- Asaithambi A. Numerical solution of Stefan problems using automatic differentiation // Applied Mathematics and Computation. – 2007. – T. 189, № 1. – C. 943-948.
- Stefan J. Uber die theorie der eisbildung, insbesondereuber die eisbildung in polarmeere // Ann. Phys. – 1981. – T. 42 (2). – C. 269-186.
- 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.
- Шарапов Д. А. 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.
- 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.
- Архивные данные по температуре // Справочник по климату СССР, Омская и Тюменская области за период с 1955 по 1976 год, Главная Геофизическая Обсерватория. – 1976.
- Архивные данные по толщине льда // Гидрологический ежегодник станции Новый порт бассейна Карского моря за период с 1955 по 1976 год, Государственный Гидрологический Институт. – 1976.
- 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.
