7.2.2.Допустимые режимы ледовой эксплуатации судна
Допустимые режимы непосредственно определяют условия безопасной эксплуатации судна во льдах. В качестве основных к таковым относят допустимые условия самостоятельного плавания, безопасные скорости движения и безопасные дистанции в составе каравана.
Определение безопасных границ самостоятельного плавания сводится к расчётам допустимых ледовых сжатий. Опыт экспертов показывает, что в первом приближении предельно допустимая толщина зимних сплошных или сильносплочённых льдов для самостоятельного плавания судна составляет половину величины, указанной в знаке его ледовой категории. Уточнение этого уровня с учётом прочности льда составляет цель расчётов. При этом обычно с небольшим шагом по толщине анализируются льды в пределах установленной ледовой категории судна для нескольких заданных значений прочности льда.
Отсутствие необходимости в оценках разрушающего воздействия ледяного покрова на корпус существенно упрощает постановку задачи. Так для получения адекватных результатов достаточно смоделировать одно бортовое перекрытие цилиндрической вставки судна с жёстко закреплёнными узлами по периметру конструкции (Рис. 156).
|
Рис. 156. Модель бортового перекрытия цилиндрической вставки танкера проекта 19614
(1 – междубортная распорка; 2 – продольное рёбро жёсткости; 3 – бортовой стрингер; 4 – ледяное поле; 5 – обшивка наружного борта; 6 – обшивка внутреннего борта; 7 – дополнительное ребро жёсткости; 8 – привальный брус; 9 – рамный шпангоут)
|
Постпроцессорная обработка результатов варианта расчёта связана с выявлением количества и величины характерных повреждений – бухтин, гофрировки обшивки, выпучин набора, вмятин всего перекрытия (Рис. 13). При этом расчётные деформации подлежат сравнению с их нормативными значениями по правилам РМРС [55], после чего делается вывод о допустимости (или неприемлемости) данного сочетания ледовых условий (толщина – прочность) для самостоятельного плавания судна. В случае неприемлемости в базу данных заносятся два последних значения толщины льда при его заданной прочности. В противном случае делается шаг по толщине льда и расчёт повторяется.
Использование описанного алгоритма позволяет получить серию сочетаний «толщина – прочность льда», которые будут находиться вблизи границы допустимых условий самостоятельного плавания. Статистическая обработка этого набора точек даёт кривую, которая и принимается за границу допустимых сочетаний толщины и прочности льда (Рис. 157).
|
Рис. 157. Безопасная толщина льда для танкера проекта 19614 при возможных ледовых сжатиях
|
Прогноз допустимых скоростей движения судна в ледовых условиях (Рис. 158) делается по результатам анализа ледовых повреждений, сопутствующих ударному нагружению вертикального борта в районе окончания цилиндрической вставки. При этом моделируется «скользящий» удар бортового перекрытия о ледяной покров (отдельную льдину или припайный лёд), провоцируемый «раскатом» кормы при маневре судна. Алгоритм принятия решения аналогичен вышеописанному при пошаговом варьировании скорости движения судна.
|
Рис. 158. Допустимая скорость движения танкера проекта 19614 в разреженных мелкобитых льдах
|
В качестве безопасной дистанции до впереди идущего судна в караване экспертами рекомендовано принять 1,5-кратную величину тормозного пути для данных ледовых условий и режима движения судна, но не менее его длины (Рис. 159). В любом случае, если капитан ледокола, обеспечивающего проводку, обоснованно сочтёт необходимым изменить дистанции между судами в караване, следует руководствоваться его указаниями.
|
Рис. 159. Безопасная дистанция до впереди идущего судна в канале, заполненном мелкобитыми неразрушенными льдами, при скорости движения танкера проекта 19614 – 3,9 м/с («Средний ход»)
|
При проверке общей прочности элементов движительно-рулевого комплекса (лопасть гребного винта, валопровод, баллер и перо руля) адекватность выводов обеспечивается использованием Инструкции [22]. Оценки местной прочности кромок лопастей производились только по результатам численного моделирования (п. 6.3).
Графические, табличные зависимости и рекомендации, приводимые в ледовом паспорте, используют прочность льда в качестве одного из факторов. Согласно принятой классификации характеристик ледяного покрова его прочность по стадиям таяния описывается разрушенностью (относительной прочностью). Однако в большей степени этот параметр является качественным ледовым аргументом, нежели количественным. Оценки его производятся визуально по внешним признакам состояния льда (определяющую роль при этом играет опыт наблюдателя). По этой причине разрушенность нельзя признать объективной мерой прочности льда. Поэтому принимать решение о выборе допустимого режима эксплуатации (и особенно – о самостоятельном плавании во льдах) с учётом кривых безопасных условий необходимо только по достоверным данным. При отсутствии таковых фактический лёд следует считать «зимним» (с нулевой разрушенностью).
Автор считает необходимым особо подчеркнуть полезную методическую новизну при разработке ледового паспорта с применением CAE-систем. Она заключается в возможности отображения важных результатов расчёта с использованием средств визуализации [59]. Мало того, следует активно использовать электронные приложения к ледовому паспорту в виде анимационных файлов [31]. Трёхмерная графическая картина развития повреждений судовых комплексов или конструкций, характера взаимодействия и «обтекания» корпуса ледяным покровом, перераспределения льдов в процессе движения судна, особенностей маневрирования судна, безусловно, являются информативным дополнением к классическим формам (графикам, таблицам, диаграммам) представления данных.
Заключение
Основные результаты работы состоят в следующем:
1.По итогам анализа тенденций развития судоходства отмечена сохраняющаяся потребность в ледовом плавании судов и её перспективный рост.
2.Выполнен обзор качественного состава отечественного грузового флота внутреннего и смешанного река-море плавания, привлекаемого к ледовым транспортным операциям.
3.По результатам анализа навигационной ледовой аварийности и современных способов оценки ледовых качеств судов сделан вывод об ограниченности традиционных полуэмпирических методик при решении широкого круга проблем, связанных с обеспечением безопасности ледового судоходства.
4.Проведён обзор возможностей CAE-систем применительно к задачам научно-оперативного обеспечения безопасности плавания судов во льдах и для оценок ледовогидродинамического воздействия на гидротехнические объекты.
5.Обоснованы реологическая модель льда и алгоритмы контактного взаимодействия тел со льдом в задачах с конечноэлементной постановкой.
6.Разработаны приёмы адаптации CAE-систем для прогнозирования основных ледовых качеств судов при решении задач безопасности ледового судоходства на основе современных многоядерных персональных вычислительных систем.
7.Получены результаты моделирования, обоснованно и принципиально противоречащие ряду утверждений традиционных полуэмпирических методик или существенно их уточняющие при решении задач безопасности ледового судоходства (в области ходкости, управляемости, прочности).
8. Предложено и апробировано новое направление в проведении экспертизы ледовых качеств судов и отображения её результатов в нормативных документах по безопасности ледового плавания судна с применением современных компьютерных технологий.
Базовые методические положения диссертации и апробированные результаты опубликованы в 28 работах (научные статьи в рецензируемых изданиях, научно-исследовательские работы, монография) и доложены при участии автора в ряде международных, федеральных и региональных научно-практических (научно-технических) конференциях.
Библиографический список
Алёшин В.В., Селезнёв В.Е., Клишин Г.С., Кобяков В.В., Дикарев К.И. Численный анализ прочности подземных трубопроводов / Под ред. В.В. Алёшина и В.В. Селезнёва. – М.: Едиториал УРСС, 2003. – 320 с.
Андрюшин А.В. Теория взаимодействия гребного винта со льдом. Обеспечение эксплуатационной прочности элементов пропульсивного комплекса судов ледового плавания и ледоколов : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук : специальность 05.08.01 – теория корабля и строительная механика / Санкт-Петербург, 2006. – 254 с.: ил. РГБ ОД, 71 09-5/118
Арикайнен А.И. К ледовой аварийности – системный подход. – Морской флот, 1987, №8, с. 20-23.
Афанасьев К.Е., Попов А.Ю. Метод SPH для моделирования динамики жидкости со свободной поверхностью. Гидродинамика больших скоростей и численное моделирование - 2006. Конференция Кемеровского государственного университета, 22.06 – 28.06.2006, Кемерово. – Режим доступа: http://conference.kemsu.ru/conf/hshns2006/sect/index.htm?sec_id=726
Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / Под общ. ред. Д.Г. Красковского. – М.: Компьютерпресс, 2002. – 224 с.: ил.
Беляков В.Б. Экспериментальные исследования ледопроходимости судов в новой модели льда // Проектирование средств продления навигации: Межвуз. сб. / Горьков. политехн. ин-т. – Горький, 1986. – с. 79-84.
Богородский В.В., Гаврило В.П. Лёд. Физические свойства. Современные методы гляциологии. – Л.: Гидрометеоиздат, 1980. – 384 с.
Брепсон Р. Численное моделирование течений в ледовом вискозиметре Пенелопы. В сб. Физика и механика льда: Пер. с англ./ Под ред. П. Трюде. – М.: Мир, 1983. с. 36-42.
Буняк А.К., Туник А.Л. Допустимые скорости удара судна о льдину конечных размеров. Теория и прочность ледокольного корабля. Межвузовский сборник. – Горький, 1980. с. 54-56.
Бураго Н.Г., Кукуджанов В.Н. Обзор контактных алгоритмов.// Журнал «Известия РАН». Механика твёрдого тела. №1, 2005. с. 44-85.
Бутягин И.П. Прочность льда и ледяного покрова. – Новосибирск: Наука. 1966. – 154 с.
Вейнберг Б.П. Лёд. – М.-Л.: Госуд. изд-во технико-теоретической литературы, 1970. – 524 с.
Воробьёв А.П., Кривенцев В.И., Qian Lin, Xuewu Cao. Моделирование фрагментации в жидких средах методом сглаженных частиц (Smoothed Particle Hydrodynamics). Научно-технический журнал «Ядерная энергетика», №1, 2008. с. – 85-95.
Голд Л., Синха Н. Реологическое поведение льда при малых деформациях. В сб. Физика и механика льда: Пер. с англ./ Под ред. П. Трюде. – М.: Мир, 1983. с. 57-63.
Грушко А.В. Определение параметров скоростного упрочнения материала по его твёрдости. // Вестник национального технического университета «ХПИ». Тематический выпуск «Новые решения в современных технологиях», № 45, 2011 – с. 119-124.
Ершов Н.Ф., Попов А.Н. Прочность судовых конструкций при локальных динамических нагружениях. – Л.: Судостроение, 1989. – 200 с.
Железнов С.С., Чуприков В.Г. Определение нагрузок ледового сжатия на корпуса транспортных судов. – Проектирование средств продления навигации. Межвузовский сборник. Горьковский политехнический институт. – Горький,1986, с.118-127.
Заключение судебно-технической экспертизы «По факту уничтожения и повреждения по неосторожности чужого имущества в крупном размере». Уголовное дело №28054 Ярославской транспортной прокуратуры. Эксперты. – Клементьев А.Н., Лобанов В.А., Тихонов В.И., Токарев П.Н. – Н.Новгород.: ВГАВТ, 2004. – 10 с.
Зуев В.А. Средства продления навигации на внутренних водных путях. Л.: Судостроение. 1986. 207 с.
Зуев В.А., Рабинович М.Е., Яковлев М.С. Динамические расчёты ледоколов. Учебное пособие. Горьковский политехнический институт. – Горький, 1986. – 68 с.
Зуев В.А., Рыбаков В.К. Особенности плавания ледоколов в условиях мелководья. // Проектирование, теория и прочность судов, плавающих во льдах: Межвузовский сборник научных трудов / Нижегородский политехнический институт. Н.Новгород, 1992. – с. 34-39.
Инструкция. Требования к расчёту и проектированию открытых гребных винтов и валопроводов судов ледового плавания. РД 212.0147-87. Руководящий документ по стандартизации, группа Т50. Утверждён и введён в действие МРФ РСФСР 27.11.1987 г. – Л.: Транспорт, 1989. – 52 с.
Инструкция. Требования к транспортным судам, предназначенным для эксплуатации в ледовых условиях и при отрицательных температурах воздуха. РД 212.0148-87. Руководящий документ по стандартизации, группа Т50. Утверждён и введён в действие МРФ РСФСР 27.11.1987 г. – Л.: Транспорт, 1989. – 20 с.
Ионов Б.П. Курсовая устойчивость судов во льдах. Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева / НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – Нижний Новгород, 2010. № 3 (82). – т. 78. с. 167-173.
Ионов Б.П., Грамузов Е.М. Ледовая ходкость судов. – СПб.: Судостроение, 2001. – 512 с., ил.
Караулин Е.Б., Караулина М.М., Беляшов В.А., Белов И.М. Оценка периодических нагрузок, действующих на гребной винт при взаимодействии со льдом. // Научн. - техн. сборник Российского Морского Регистра Судоходства. Вып. 31. – СПб.: РМРС, 2008. – с. 93-106.
Каштелян В.И., Позняк И.И., Рывлин А.Я. Сопротивление льда движению судна. – Л.: Судостроение, 1968. – 238 с.
Курдюмов В.А. Расчётные методы определения ледовой нагрузки на корпус судна// Перспективные типы морских транспортных судов, их мореходные и ледовые качества. Транспорт. 1990. с. 116-127.
Курдюмов В.А., Хейсин Д.Е. Определение нагрузок при ударе судна вертикальным бортом о кромку ледяного поля// Научн.-техн. сб. Регистра СССР. Вып. 14. Л.: Транспорт, 1984. с. 3-10.
Ле Гак Г., Дюваль П. Определяющие соотношения неупругого деформирования поликристаллического льда. В сб. Физика и механика льда: Пер. с англ./ Под ред. П. Трюде. – М.: Мир, 1983. с. 57-63.6
Лобанов В.А. Алгоритм контактного взаимодействия тел со льдом в задачах с конечноэлементной постановкой. Дифференциальные уравнения и процессы управления. Электронный журнал, рег. №П2375 от 07.03.97 ISSN 1817-2172, №3, 2009. – с. 19-25. – Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/diffjournal/pdf/lobanov2.pdf
Лобанов В.А. Визуализация результатов численных экспериментов по оценке ледовых качеств судов. Научная визуализация. Электронный журнал, ISSN 2079-3537, № гос. рег. 0421100125/0013, № 3/03, 2011. – с. 34-65. – Режим доступа: http://sv-journal.com/2011-3/03.php, ограниченный.
Лобанов В.А. Гидродинамика льда в задачах с конечноэлементной постановкой. Дифференциальные уравнения и процессы управления. Электронный журнал, рег. №П2375 от 07.03.97 ISSN 1817-2172, №1, 2010. – с. 10-17. – Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/diffjournal/pdf/lobanov3.pdf
Лобанов В.А. Допустимые скорости плавания судов во льдах. Современные технологии в кораблестроительном и энергетическом образовании, науке и производстве. Материалы Всероссийской научно-технической конференции, посвящённой памяти выдающихся выпускников Нижегородского государственного технического университета Р.А.Алексеева и И.И.Африкантова.23-26 октября 2006 г. Н.Новгород: Изд-во Нижегородского государственного технического университета, 2006. – с. 141-147.
Лобанов В.А. Использование конечноэлементного моделирования для оценки безопасных условий плавания судов во льдах. Развитие транспорта в регионах России: Проблемы и перспективы: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 5 марта 2007 г. – Киров, 2007. – с. 74-77.
Лобанов В.А. Моделирование льда в задачах с конечноэлементной постановкой. Дифференциальные уравнения и процессы управления. Электронный журнал, № гос. рег. 0420800080, рег. №П2375 от 07.03.97 ISSN 1817-2172, №4, 2008. – с. 19-29. – Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/diffjournal/pdf/lobanov.pdf
Лобанов В.А. Моделирование ударных ледовых нагрузок методом конечных элементов. Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. Выпуск 18. – Н.Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2006. – с. 11-23.
Лобанов В.А. Опыт разработки ледового паспорта танкера река-море плавания / Лобанов В.А.// Речной транспорт (XXI век). 2013. – № 2 (61). – с. 77-84. – Режим доступа: http://www.rivtrans.com/sites/default/files/science/NAUKA_RT_2-61_2013.pdf
Лобанов В.А. Оценка ледовой ходкости судна численными методами. Дифференциальные уравнения и процессы управления. Электронный журнал, рег. №ФС77-39410 от 15.04.2010 ISSN 1817-2172, №1, 2011. с. 34-47. – Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/diffjournal/pdf/lobanov5.pdf
Лобанов В.А. Оценка местной ледовой прочности корпуса судна численными методами. Дифференциальные уравнения и процессы управления. Электронный журнал, рег. №ФС77-39410 от 15.04.2010 ISSN 1817-2172, №3, 2010. – с. 1-9. – Режим доступа: http://www.math.spbu.ru/diffjournal/pdf/lobanov4.pdf
Лобанов В.А. Численная оценка ледовых качеств судна. Прочность. Вестник научно-технического развития. Электронный журнал, ISSN 2070-6847, № гос. рег. 0421200120/0048, №12, 2011. – с. 7-19. – Режим доступа: http://www.vntr.ru/ftpgetfile.php?id=563
Лобанов В.А. Численные оценки ледовых качеств гребных винтов//Интернет-журнал «Науковедение». 2012 №4 (13) [Электронный ресурс].-М. 2012. – с. 1-15. – Режим доступа: http://naukovedenie.ru/PDF/51tvn412.pdf, свободный – Загл. с экрана.
Лобанов В.А., Бобков А.П. Опыт ледового плавания в Азовском море. Вестник Волжской государственной академии водного транспорта. Выпуск 23. – Н.Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2007. – с. 40-47.
М. Меллор. Механические свойства поликристаллического льда. В сб. Физика и механика льда: Пер. с англ./ Под ред. П. Трюде. – М.: Мир, 1983. с. 202-239.
Матлах А.П. Анализ поведения конструкций судов ледового плавания в условиях упруго-пластических деформаций. // Морской вестник. – 2005. - №1(13). – с. 31-33.
Морское Инженерное Бюро – негосударственная проектно-конструкторская и инженерная фирма. Официальный сайт. - Режим доступа: http://www.meb.com.ua
О мерах по обеспечению безопасности плавания транспортных судов в замерзающие порты Российской Федерации. Распоряжение министерства транспорта РФ от 17 февраля 2003 г. № ВР-30-р.
Обоснование возможности безопасной стоянки флота в зимний период у стенки городского грузового района порта Пермь. Отчёт по теме. ГИИВТ. Научный рук. – Малиновский В.А. – Горький, 1989. – 45 с.
Паундер Э.Ф. Физика льда. – М.: Мир, 1967. – 189 с.
Пересыпкин В., Цой Л., Шурупяк В. Международный Полярный Кодекс: российские предложения. // Морской флот. – 2012. - №4. – с. 15-18.
Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. – Л.: Морской транспорт, 1963. – 343 с.
Попов Ю.Н., Яровая Т.Х. Определение допустимой скорости судна при движении в канале, проложенном в сплошном льду. Тр. ААНИИ, 1981, т. 376, с. 61-66.
Правила классификации и постройки морских судов. Т. 1. НД № 2-020101-072 – СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2013. – 503 с. – Режим доступа: http://www.rs-class.org/upload/iblock/7ae/2-020101-072(T1).pdf
Правила классификации и постройки морских судов. Т. 2. – СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2008. – 690 с.
Правила классификационных освидетельствований судов в эксплуатации. НД № 2-020101-012. – СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2012. – 343 с.
Правила освидетельствования судов в эксплуатации. Руководство Р.035-210. – М.: Российский речной регистр судоходства, 2010. – 127 с.
Провести эксплуатационно-технические испытания транспортных и ледокольных судов в ледовых условиях с разработкой предложений, обеспечивающих их круглогодовую эксплуатацию. Промежуточный отчёт о научно-исследовательской работе по теме №XV-3.2/79-564. Научные рук. – Баев А.С., Малый П.А. – Л.: ЛИВТ, 1980. – 71 с.
Прочность судов, плавающих во льдах / Ю.Н.Попов, О.В.Фаддеев, Д.Е.Хейсин, А.Я.Яковлев. – Л.: Судостроение, 1967. – 224 с.
Разработать ледовые паспорта танкеров пр. 19614. Выходной документ научно-исследовательской работы по теме №34/09/1101. Научный рук. – Клементьев А.Н. – Н.Новгород.: ВГАВТ, 2012. – 45 с.
Разработать требования к транспортным судам для обеспечения их работы в ледовых условиях и при устойчивых отрицательных температурах воздуха. Заключительный отчёт о научно-исследовательской работе по теме №XV-2.2/77-396. Научные рук. – Баев А.С., Малый П.А. – Л.: ЛИВТ, 1980. – 235 с.
Разработать требования к транспортным судам для обеспечения их работы в ледовых условиях и при устойчивых отрицательных температурах воздуха. Дополнение к заключительному отчёту о научно-исследовательской работе по теме №XV-2.2 (XII-5.6)/77-396. Научный рук. – Малый П.А. – Л.: ЛИВТ, 1982. – 94 с.
Российский Речной Регистр. Правила (в 4-х томах). Том 1. – М.: 2008. – 317 с.
Российский Речной Регистр. Правила классификации и постройки судов внутреннего плавания. Том 2. – М.: 2008. – 406 с.
Рунеберг Р.И. О пароходах для зимнего плавания и ледоколах / Пер. с англ. СПб., 1890.
Рывлин А.Я. Натурные экспериментальные исследования физико-механических свойств льда. – Тр./ ААНИИ, Л.: Гидрометеоиздат, 1975, т. 234, с. 65-71.
Рывлин А.Я., Хейсин Д.Е. Испытания судов во льдах. – Л.: Судостроение, 1980. – 208 с., ил. – ИСБН.
Сазонов К. Е. Управляемость судов во льдах: методы определения ледовых сил, действующих на движущийся по криволинейной траектории корпус, и зависимости показателей поворотливости судов от характеристик корпуса и внешних условий : диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук : Специальность 05.08.01 – теория корабля и строительная механика / Гос. науч. центр РФ.- Санкт-Петербург, 2004. – 285 с.: ил. РГБ ОД, 71 07-5/554
Сайт речного флота. – Режим доступа: http://www.riverfleet.ru/index.php
Сандаков Ю.А. Об определении полного ледового сопротивления речных судов в битых льдах // Тр. ГИИВТА. Судовождение на внутренних водных путях. Горький, 1971. Вып. 116. ч. 2. с. 85 – 89.
Свидетельство о допустимых условиях ледового плавания. Циркулярное письмо главного управления Российского морского регистра судоходства от 19 декабря 2011 г. № 314-2.2-547ц
Система моделирования движения жидкости и газа Flow Vision. Версия 2.2. / Руководство пользователя. – М.: Тесис, 2005. – 304 с.
Сливаев Б.Г. Обеспечение безопасной эксплуатации судов ледового плавания при ударном взаимодействии гребных винтов со льдинами : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук : специальность 05.22.19 – эксплуатация водного транспорта, судовождение, 05.08.04 – технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства / Владивосток, 2001. – 178 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1598-2
СНиП 2.06.04-82 Нагрузки от воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые, от судов). – М.: Стройиздат, 1983. – 38 с.
Солдаткин О.Б. Влияние ширины ледового канала на сопротивление движению транспортного судна // Сбор. науч. тр. ГИИВТА. Маневрирование судов в сложных условиях плавания. Горький, 1988. Вып. 254. с. 108 – 114.
Технические средства судовождения: Учебник для ВУЗов / В.И. Дмитриев, Ф.В. Евменов, О.Г. Каратаев, В.Д. Ракитин; под ред. О.Г.Каратаева. – М.: Транспорт, 1990. – 320 с.
Тренажёры плавания в ледовых условиях. – Режим доступа: http://www.transas.ru/products/simulators/navigational/ice/
Тронин В.А. Определение ледовых усилий, действующих на корпус судна при криволинейном движении // Сбор. науч. тр. ГИИВТА. Маневрирование судов в сложных условиях плавания. Горький, 1988. Вып. 254. с. 3 – 91.
Тронин В.А. Повышение безопасности и эффективности ледового плавания судов на внутренних водных путях: диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук: специальность 05.22.16 – Судовождение / Горький, 1990. – 414 с.
Тронин В.А., Поляков А.С. Расчёт ледового сопротивления судна при прямолинейном движении в битом льду // Сбор. науч. тр. ГИИВТА. Маневрирование судов в сложных условиях плавания. Горький, 1988. Вып. 254. с. 92 – 107.
Тыняный А.Ф. Численное моделирование контактной задачи в рамках квазистатического упругопластического деформирования в пакете ANSYS/LS-DYNA. Электронный журнал «Нефтегазовое дело». 2004. – Режим доступа: http://www.ogbus.ru
Учёт ледовых условий при гидрометеорологическом обеспечении зимних плаваний в Азовском море. Пособие. / под ред. докт. геогр. наук П.А. Гордиенко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 106 с.
Учёт ледовых условий при гидрометеорологическом обеспечении зимних плаваний в Балтийском море. Пособие. / под ред. докт. геогр. наук П.А. Гордиенко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 167 с.
Учёт ледовых условий при гидрометеорологическом обеспечении зимних плаваний в Каспийском море. Пособие. / под ред. докт. геогр. наук П.А. Гордиенко. – Л.: Гидрометеоиздат, 1979. – 131 с.
ФГУ «Администрация морского порта «Большой Санкт-Петербург». Официальный сайт. – Режим доступа: http://www.pasp.ru/glavnaya_stranica
Физика и механика льда. Пер. с англ. /Под ред. П. Трюде. – М.: Мир, 1983. – 352 с.
Формуляр маневренных характеристик танкера проекта RST 27 в балласте. – Н.Новгород.: ООО «Астра НН», 2011. – 35 с.
Хейсин Д.Е. Использование вероятностных методов при оценке маневренных качеств судов во льдах // Труды ААНИИ. – Л. 1979. т. 309. с. 35-50.
Черепанов Н.В. Классификация льдов природных водоёмов. – Труды ААНИИ, 1976, т. 331, с. 77-99.
Шиманский Ю.А. Условные измерители ледовых качеств судов // Сб. науч. тр. ААНИИ. 1937. т. 130. 125 с.
Щербаков И.В., Гулев М.А., Михайлов А.А., Шевченко Д. В. Определение ледового сопротивления ледоколов на ранних стадиях проектирования. // Морской вестник. – 2009. - №3. – с. 79 - 82.
Эксплуатационно-технические испытания транспортных и ледокольных судов в ледовых условиях с разработкой предложений, обеспечивающих их круглогодовую эксплуатацию. Отчёт о научно-исследовательской работе по теме №XV-3.2/794147. Научные рук. – Тронин В.А., Богданов Б.В. - Горький.: ГИИВТ, 1981. – 262 с.
Югов Н.Т., Белов Н.Н., Хабибуллин М.В., Старенченко С.В. Алгоритм расчета контактных границ в методе конечных элементов для решения задач высокоскоростного соударения деформируемых твердых тел// Вычислит. технологии. 1998. Т.3. №3. С.94-102.
Barnes P., Tabor D., Walker J. C. F. The friction and creep of polycrystalline ice. – Proc. Roy. Soc., 1971, ser. A 324, p. 127 -155.
Belyashov V.A. Method for calculating ice loads encountered by propeller blades. Proc. 12th Int. Conf. on Port and Ocean Eng., POAC-93. – Hamburg, 1993. – vol. 2, pp. 359 – 368.
Carney K., Benson D., Bois P., Lee R. A high strain rate model with failure for ice in LS-DYNA. 9-th LS-DYNA International User Conference. – Режим доступа: http://www.dynalook.com/international-conf-2006/11MaterialModeling.pdf
CD-adapco Group, User Guide. STAR-CD version 3.26 _ CD adapco: 2005.
D.V. Zyryanov. Columnar-grained S2 ice contact model with failure. – Режим доступа: http://www.itasca-udm.com/pages/contact.html
Hallquist J.O. LS-DYNA 950. Theoretical Manual. Livermore Software Technology Corporation. LSTC Report 1018. Rev. 2. USA, 2001. – p 498.
Johnson G.R. Liquid-solid impact calculations with triangular elements. Trans. ASME, 99, No. 3, 1977, 589–600.
Johnson G.R., Colby D.D., Vavrick D. J. Three dimensional computer code for dynamic response of solids to intense impulsive loads. Int. J. Numerical Methods Eng., 14, 1979, 1865–1871.
Karen E. Jackson, Yvonne T. Fuchs. Comparison of ALE and SPH Simulation of Vertical Drop Test of a Composite Fuselage Section into Water. 10th International LS-DYNA Users Conference. – Режим доступа: http://www.dynalook.com/international-conf-2008/FluidStructure-1.pdf
Kolari Kari, Kouhia Reijo, Kärnä Tuomo. Ice Failure Analysis using Strain-softening Viscoplastic Material Model. European Congress on Computational Methods in Applied Science and Engineering (ECCOMAS 2004). Jyväskylä, 24-28 July 2004.
Lau M. Discrete element modeling of ship maneuvering in ice. Proceedings of the 18th IAHR International Symposium on Ice. 2006. pp. 25-32.
Lau M., Derradji-Aouat A. Preliminary Modeling of Ship Maneuvering in Ice. 25th Symposium on Naval Hydrodynamics, St. John’s, Newfoundland. 2004.
Lee S., Lee I., Baek Y., Couty N., Goff S., Quenez J. Membrane-type LNG carrier side collision with iceberg. – Режим доступа: http://www.gtt.fr/pdf-technicals/120510-kmu-principia-gtt-paper-for-arctic-shipping-2010-05-11.pdf
Lindstrom C.A. Numerical simulation of ship maneuvering in level ice/ / Proc. Int. Conf. On Development and Commercial Utilization of Technologies in Polar Region, Polartech’90, Copenhagen, Denmark, 1990, pp. 198-208.
Manfred Heer. Integration of the Rudder Propeller into the Ship’s Structure. Tugnology-2009. Amsterdam, 2009. – 41 p. – Режим доступа: http://www.schottel.de/ fileadmin/data/pdf/eng/Integration of the Rudderpropeller.pdf, свободный.
Masahika Otsuka, Yamato Matsui, Kenji Murata, Yukio Kato, Shigeru Itoh. A Study on Shock Wave Propagation Process in the Smooth Blasting Technique. 8th International LS-DYNA Users Conference. – Режим доступа: http://www.dynalook.com/international-conf-2004/07-3.pdf
Tunik A.L. Safe speeds for Navigation in Ice. – VTT Symposium. 1986. №71, pp. 1106-1124.
Приложение 1
Фрагмент KEYWORD-файла при оценках ходкости и управляемости судна
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$LS-DYNA(970) DECK WRITTEN BY : eta/FEMB-PC version 28.0
$TEMPLATE#: 20040810
$ENGINEER: LobBas
$PROJECT: R47 Water Resistance in ice Condition
$UNITS: M, KG, SEC, N
$TIME: 03:24:47 PM
$DATE: Wednesday, March 8, 2013
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*KEYWORD 180000000
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*TITLE
Ice Cake Water Resist
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ CONTROL CARD $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*CONTROL_TERMINATION
$ ENDTIM ENDCYC DTMIN ENDNEG ENDMAS
60.0 0 .000 .000 .000
*CONTROL_TIMESTEP
$ DTINIT SCFT ISDO TSLIMT DTMS LCTM ERODE MS1ST
0.0 1.0 0
*CONTROL_PARALLEL
$ NCPU NUMRHS CONST PARA
6 0 1 1
*CONTROL_ALE
$ DCT NADV METH AFAC BFAC CFAC DFAC EFAC
2 1 2 -1.0 0.0 0.0 0.0 0.0
$ START END AAFAC VFACT PRIT EBC PREF NSIDEBC
*CONTROL_CONTACT
$ SLSFAC RWPNAL ISLCHK SHLTHK PENOPT THKCHG ORIEN
.100
$ USRSTR USRFAC NSBCS INTERM XPENE
0 0 10 0 4.000
$---+----1----+----2----+----BLANK CARD4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ IGNORE
1
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ DATABASE CONTROL FOR ASCII $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$Hydrodynamic Force
*DATABASE_FSI
$ DT
0.1
$ DBFSI_ID SID SIDTYPE SWID CONVID
61 1 1
62 2 1
$Ice Force
*DATABASE_RCFORC
$ DT BINARY
0.1 3
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ DATABASE CONTROL FOR BINARY $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
$ DT/CYCL LCDT BEAM NPLTC
1.0 0 0 0
*DATABASE_BINARY_D3THDT
$ DT/CYCL LCDT
1.0 0
*DATABASE_BINARY_D3DUMP
$ DT/CYCL LCDT/NR
10000.0 0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ PART CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*PART
Vessel
$ PID SECID MID EOSID HGID GRAV ADPOPT TMID
1 1 1 0 0 0 0 0
*PART
Ice Cake
$ PID SECID MID EOSID HGID GRAV ADPOPT TMID
2 3 3 0 0 0 0 0
*PART
Water EUL
$ PID SECID MID EOSID HGID GRAV ADPOPT TMID
3 2 2 1 1 0 0 0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ SECTION CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*SECTION_SHELL_TITLE
Vessel shell
$ SECID ELFORM SHRF NIP PROPT QR/IRID ICOMP SETYP
1 2 1.0 2 0.0 0.0 0 1
$ T1 T2 T3 T4 NLOC MAREA
0.087 0.087 0.087 0.087 0 0.0
*SECTION_SOLID_ALE_TITLE
Water solid
$ SECID ELFORM
2 6
$ AFAC BFAC CFAC DFAC START END AAFAC
-1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0E+20 1.0
*SECTION_SOLID_TITLE
Ice solid
$ SECID ELFORM AET
3 1 0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ MATERIAL CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*MAT_RIGID_TITLE
Hull Steel
$ MID RO E PR N COUPLE M ALIAS
1 7800.0 2.0E+11 0.3 0.0 0.0 0.0
$ CMO CON1 CON2
0.0 0.0 0.0
$ LCO/A1 A2 A3 V1 V2 V3
*MAT_NULL_TITLE
Water
$ MID RO PC MU TEROD CEROD YM PR
2 1000.0 0.0 1.0E-03 0.0 0.0 0.0 0.0
*MAT_ISOTROPIC_ELASTIC_FAILURE_TITLE
Ice
$ MID RO G SIGY ETAN BULK
3 910.0 1.87E+09 2.5e+06 1.852E+08 5.20E+09
$ EPF PRF REM TREM
0.014 -1.2E+06 1.0 7.0E-05
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ HOURGLASS CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*HOURGLASS_TITLE
Water Viscosity
$ HGID IHQ QM IBQ Q1 Q2 QB QW
1 1 1.5E-06 0 1.5 0.06 0.0 0.0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ EOS CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*EOS_GRUNEISEN_TITLE
WaterEOS
$ EOSID C S1 S2 S3 GAMA0 A E0
1 1484.0 1.979 0.0 0.0 0.11 3.0 3.072E+05
$ V0
1.0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ BOUNDARY PRESCRIBED CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID_ID
$ ID HEADING
3 Motion along X-axis
$ PID DOF VAD LCID SF VID DEATH BIRTH
1 1 0 6 1.0 0 1.0E+28 0.0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ LOAD BODY CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*LOAD_BODY_Z
$^BODY CARD 1
$ LCID SF LCIDDR XC YC ZC
1 1.0 0 0.0 0.0 0.0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ LOAD CURVE CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*DEFINE_CURVE_TITLE
Gravity
$ LCID SIDR SFA SFO OFFA OFFO DATTYP
1 0 1.0 1.0 0.0 0.0 0
$ Time Acceleration
0.0 9.81
100.0 9.81
*DEFINE_CURVE_TITLE
Motion Velocity
$ LCID SIDR SFA SFO OFFA OFFO DATTYP
6 0 1.0 1.0 0.0 0.0 0
$ Time Velocity (m/sec)
0.0 0.0
5.0 0.064
10.0 0.18
15.0 0.331
20.0 0.51
25.0 0.713
30.0 0.937
35.0 1.18
40.0 1.442
45.0 1.721
50.0 2.015
55.0 2.325
60.0 2.649
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ CONSTRAINED LAGRANGE IN SOLID CARDS $
$ (Hydrodynamic Contact) $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID_TITLE
$ COUPID TITLE
11 Vessel Water
$ SLAVE MASTER SSTYP MSTYP NQUAD CTYPE DIREC MCOUP
1 3 1 1 3 4 2 1
$ START END PFAC FRIC FRCMIN NORM NORMTYP DAMP
0.0 1.0E+10 1.0 1.0E-03 0.3 0 0 0.0
$ CQ HMIN HMAX ILEAK PLEAK LCIDPOR NVENT IBLOCK
0.0 0.0 0.0 0 0.1 0 0 0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID_TITLE
$ COUPID TITLE
12 Ice Water
$ SLAVE MASTER SSTYP MSTYP NQUAD CTYPE DIREC MCOUP
2 3 1 1 3 4 2 1
$ START END PFAC FRIC FRCMIN NORM NORMTYP DAMP
0.0 1.0E+10 1.0 1.0E-03 0.3 0 0 0.0
$ CQ HMIN HMAX ILEAK PLEAK LCIDPOR NVENT IBLOCK
0.0 0.0 0.0 0 0.1 0 0 0
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
$ $
$ NODE SET CARDS $
$ $
$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+----7----+----8
*SET_NODE_GENERAL_TITLE
Ice Contact Nodes
$ SID DA1 DA2 DA3 DA4
8 0.0 0.0 0.0 0.0
$ A E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7
|
