Теоретические методы в морской ледотехнике

Содержание

Слайд 2

В морской ледотехнике теоритические методы применяются: для изучения ледовых качеств судов

В морской ледотехнике теоритические методы применяются:
для изучения ледовых качеств судов
Ледового сопротивления
Ледовой

прочности
Ледовой управляемости
для расчета глобальной и локальной ледовой нагрузки на морские инженерные сооружения
для расчетов параметров функционирования морских транспортных систем, эксплуатируемых в ледовых условиях
для описания характеристик ледяного покрова

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Слайд 3

Для определения показателей ледовой ходкости судов необходимо знать величину сопротивления льда

Для определения показателей ледовой ходкости судов необходимо знать величину сопротивления льда

движению судна.
Невозможно определить ледовое сопротивление судна для всего многообразия ледовых условий, поэтому эту характеристику определяют для эталонных ледовых условий, под которыми обычно понимают:
- сплошной ровный лед;
- мелкобитый лед, включая лед в канале за ледоколом;
- крупнобитый лед и обломки ледяных полей;
- канал, набитый тертым льдом;
- торосистые образования

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Слайд 4

Теоретические методы расчета ледового сопротивления условно можно разделить на три группы:

Теоретические методы расчета ледового сопротивления условно можно разделить на три группы:

- эмпирические;
- полуэмпирические;
- аналитические
Эмпирические методы

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Формула Л.Г.Цоя

Слайд 5

Полуэмпирические методы Формула Шиманского - Каштеляна ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Полуэмпирические методы

Формула Шиманского - Каштеляна

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Слайд 6

Полуэмпирические методы Формула Б.П.Ионова ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Полуэмпирические методы

Формула Б.П.Ионова

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Слайд 7

Аналитические методы Первая аналитическая формула была получена Р.И.Рунебергом Аналитические методы отличаются

Аналитические методы

Первая аналитическая формула была получена Р.И.Рунебергом

Аналитические методы отличаются от полуэмпирических

тем, что эмпирическая информация используется в них при разработке моделей физических явления, сопровождающих движение судна во льдах, а не для подгонки конечного результата

Аналитические методы делятся на интегральные и дифференциальные

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ

Слайд 8

Картина разрушения льда Зависимость размера сектора от скорости ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Картина разрушения льда

Зависимость размера
сектора от скорости

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Слайд 9

Картина разрушения льда При построении картины разрушения льда ширина сектора определяется

Картина разрушения льда

При построении картины разрушения льда ширина сектора определяется с

учетом влияния на нее скорости движения ледокола, угла наклона батокса в точке контакта корпуса со льдом, физико-механических свойств льда и его толщины.
При определении остальных размеров секторов приняты следующие допущения:
- концентрическая трещина, по которой образуется сектор, является дугой некоторой окружности, центр которой не обязательно лежит в диаметральной плоскости ледокола;
- длина сектора параллельна, а ширина сектора перпендикулярна поверхности корпуса ледокола в районе точки контакта со льдом, которая предполагается плоской

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Слайд 10

Картина разрушения льда геометрические характеристики сектора льда А- точка, в которой

Картина разрушения льда

геометрические характеристики сектора льда
А- точка, в которой приложена нагрузка

к ледяному выступу; ВСD – трещина, по которой выламывается сектор

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Слайд 11

Алгоритм построения картины разрушения льда уравнение действующей ватерлинии координата первой точки

Алгоритм построения картины разрушения льда

уравнение действующей ватерлинии

координата первой точки контакта

координата

следующей точки контакта

Расчет заканчивается при выполнении условия

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Слайд 12

Общий вид картины разрушения льда ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Общий вид картины разрушения льда

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Слайд 13

RITOT = RI + Rw =RIB + RIS + RIF +

RITOT = RI + Rw =RIB + RIS + RIF +

RIV + RW

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕТОД КГНЦ

Слайд 14

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛОМКИ ЛЬДА

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛОМКИ ЛЬДА

Слайд 15

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛОМКИ ЛЬДА

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛОМКИ ЛЬДА

Слайд 16

Зависимость величины работы от времени, затраченной на поворот одного сектора ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОВОРОТА ЛЬДА

Зависимость величины работы от времени, затраченной на поворот одного сектора

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ПОВОРОТА ЛЬДА
Слайд 17

Границы распространения «ледовой рубашки» по подводной части корпуса ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛЕДОВОЙ РУБАШКИ

Границы распространения «ледовой рубашки» по подводной части корпуса

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЛЕДОВОЙ

РУБАШКИ
Слайд 18

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ

Слайд 19

днище борт ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ

днище

борт

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ

Слайд 20

Подводное нагромождение льда, формирующееся у вертикальных бортов цилиндрической вставки ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ

Подводное нагромождение льда, формирующееся у вертикальных
бортов цилиндрической вставки

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. СОПРОТИВЛЕНИЕ

ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВСТАВКИ
Слайд 21

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. УПРОЩЕННАЯ МЕТОДИКА

Слайд 22

. ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. АСИНХРОННОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Суммарное ледовое сопротивление R ледокола с

.

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. АСИНХРОННОСТЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Суммарное ледовое сопротивление R ледокола с учетом

сдвига фаз

Временная функция вертикальной силы, самостоятельное плавание

Временные функции ускорений корпуса
при самостоятельном плавании

Слайд 23

. Формула А.Я.Рывлина ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕЛКОБИТЫЙ ЛЕД

.

Формула А.Я.Рывлина

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. МЕЛКОБИТЫЙ ЛЕД

Слайд 24

. ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КРУПНОБИТЫЙ ЛЕД

.

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. КРУПНОБИТЫЙ ЛЕД

Слайд 25

. ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. НАБИТЫЕ КАНАЛЫ

.

ЛЕДОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ. НАБИТЫЕ КАНАЛЫ

Слайд 26

. ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ОСНОВНЫЕ МАНЕВРЫ

.

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ОСНОВНЫЕ МАНЕВРЫ

Слайд 27

. ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ С УГЛОМ ДРЕЙФА

.

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ С УГЛОМ ДРЕЙФА

Слайд 28

. ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ С УГЛОМ ДРЕЙФА

.

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ С УГЛОМ ДРЕЙФА

Слайд 29

. ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. МЕТОД РАСЧЕТА

.

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. МЕТОД РАСЧЕТА

Слайд 30

. ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ

.

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ

Слайд 31

. руль ВРК ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ НА ЦИРКУЛЯЦИИ

.

руль

ВРК

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ НА ЦИРКУЛЯЦИИ

Слайд 32

. N max 0,66 N max ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ НА ЦИРКУЛЯЦИИ

.

N max

0,66 N max

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ДВИЖЕНИЕ НА ЦИРКУЛЯЦИИ

Слайд 33

. ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. РАЗВОРОТ ЗВЕЗДОЧКОЙ

.

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. РАЗВОРОТ ЗВЕЗДОЧКОЙ

Слайд 34

. Характерный размер акватории, необходимой для разворота судна способом «елочка» ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. РАЗВОРОТ ЗВЕЗДОЧКОЙ

.

Характерный размер акватории, необходимой для разворота судна способом «елочка»

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ.

РАЗВОРОТ ЗВЕЗДОЧКОЙ
Слайд 35

. Влияние толщины льда ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

.

Влияние толщины льда

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Слайд 36

. Влияние прочности льда на изгиб ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

.

Влияние прочности льда на изгиб

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА

УПРАВЛЯЕМОСТЬ
Слайд 37

. Влияние прочности льда на изгиб Скорость течения воды подо льдом

.

Влияние прочности льда на изгиб

Скорость течения воды подо
льдом 4

узла

Скорость течения воды подо
льдом 5 узлов

ЛЕДОВАЯ УПРАВЛЯЕМОСТЬ. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ

Слайд 38

Метод Ралстона . ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Метод Ралстона

.

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Слайд 39

. ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ Метод Ралстона

.

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Метод Ралстона

Слайд 40

Метод Кросдайла . ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Метод Кросдайла

.

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Слайд 41

. сила, необходимая для ломки ледяного поля изгибом сила, необходимая для

.

сила, необходимая для ломки ледяного поля изгибом

сила, необходимая для проталкивания

ледяного поля под нагромождением

Метод Кросдайла

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Слайд 42

. сила, необходимая для проталкивания обломков льда по наклонной поверхности под

.

сила, необходимая для проталкивания обломков льда по наклонной поверхности под

нагромождением

Метод Кросдайла

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Слайд 43

. сила, необходимая для поддержания нагромождения обломков льда перед сооружением до

.

сила, необходимая для поддержания нагромождения обломков льда перед сооружением до

разрушения ледяного поля

Метод Кросдайла

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Слайд 44

. сила, необходимая для разворота блоков льда при переходе наклонной поверхности

.

сила, необходимая для разворота блоков льда при переходе наклонной поверхности

сооружения в вертикальную

Метод Кросдайла

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Слайд 45

. Гистограмма нагрузок от ровного льда на наклонное сооружение Сравнение ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

.

Гистограмма нагрузок от ровного льда на наклонное сооружение

Сравнение

ГЛОБАЛЬНАЯ ЛЕДОВАЯ НАГРУЗКА

НА ИНЖЕНЕРНЫЕ СООРУЖЕНИЯ