Экспериментально-теоретическое исследование полуэмпирических моделей взаимодействия судов со льдом
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОЕКТА
Арктика обладает уникальным природно-ресурсным и инфраструктурным потенциалом, а ее освоение обоснованно становится приоритетом политики обеспечения национальной безопасности, реализуемой нашим государством. Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) осуществляется по двум основным направлениям: широкого освоения минерально-сырьевого потенциала и развития транспортной системы, в том числе обеспечивающей транзитные перевозки по Северному морскому пути (СМП). Системное освоение ресурсного потенциала арктического шельфа и развитие транспортной инфраструктуры СМП становятся для России главными составляющими государственной политики. Наиболее универсальным средством продления навигации и борьбы с ледовыми затруднениями является ледокольный флот. За более чем полутора вековую историю его развития в значительной мере претерпели изменение ледокольные концепции, накоплен значительный опыт проектирования ледоколов. В этих процессах важную роль играли теоретические и экспериментальные исследования ледовой ходкости. Тем не менее, анализ точности методов прогнозирования ледопроходимости показывает, что развитие физического моделирования и математического описания взаимодействия судов со льдом зашло в тупик. Расширение фундаментальных исследований в теоретическом и экспериментальном направлении позволит углубить понимание физических процессов взаимодействия судов со льдом и обеспечить научно-технический прогресс в области проектирования и постройки высокоэффективных средств преодоления ледяного покрова. Предлагаемый проект посвящен разработке экспериментально-теоретических методов прогнозирования ледовой ходкости, позволяющих детально учитывать форму корпуса ледокола во взаимодействии с окружающей средой.
НАУЧНАЯ ПРОБЛЕМА, НА РЕШЕНИЕ КОТОРОЙ НАПРАВЛЕН ПРОЕКТ
Научная проблема обеспечения ледовых качеств судов лежит в области фундаментальных основ корабельной ледотехники, связана с представлением о взаимодействии ледокольного судна с ледяным покровом, её решение направлено на проектирование и эксплуатацию арктических судов ледового плавания. Исследование этой проблемы имеет не только научное, но также и практическое значение, связанное с прогнозированием ледокольных качеств создаваемых судов и судов, уже находящихся в эксплуатации. Специфика настоящего проекта состоит в том, что будет проведено исследование, закладывающее теоретические основы уникального инструмента, позволяющего проектантам при создании новых проектов судов использовать инновационные подходы к выбору судовой архитектуры, мощности энергетической установки, применять перспективные формы судовой поверхности. Также данное исследование позволит судоводителям выбирать оптимальные режимы эксплуатации судов ледового плавания, а судовладельцам, в свою очередь, снизить издержки при составлении расписания рейсов.
ЗАДАЧИ ПРОЕКТА
Основной задачей настоящего проекта является развитие методов прогнозирования ледового сопротивления с использованием комплексных теоретических и экспериментальных исследований. В рамках этой задачи планируется обоснование теоретических моделей ледового сопротивления, получение новых экспериментальных данных в ледовых опытовых бассейнах, обоснование алгоритмов и методик пересчета результатов испытаний модели на натуру, построение полуэмпирических моделей ледового сопротивления. Комплексность подходов при решении этой задачи будет обеспечена применением теоретических и экспериментальных методов исследований, использованием набора различных опытовых бассейнов: буксировочный ледовый оптовый бассейн НГТУ с естественным охлаждением для проведения исследований ледовой ходкости судов в зимнее время, круглый ледовый опытовый бассейн НГТУ с естественным охлаждением для проведения стендовых исследований физических моделей ледяного покрова, малый ледовый бассейн НГТУ с искусственным охлаждением для исследования составляющих ледового сопротивления судов, а также разработки физических моделей льда, неледовый опытовый бассейн НГТУ для исследования составляющих ледового сопротивления судов, волновой бассейн НГТУ для исследований волновых процессов при разрушении льда. Также комплексность исследований обеспечивается использованием моделей судов с различной формой судовой поверхности, использованием натурных данных по ходкости судов ледового плавания.
ОБОРУДОВАНИЕ
НАУЧНЫЙ КОЛЛЕКТИВ
| Куркин Андрей Александрович | Руководитель проекта |  |
| Куркина Оксана Евгеньевна | Ведущий научный сотрудник (исполнитель) |  |
| Грамузов Евгений Михайлович | Главный научный сотрудник (основной исполнитель) |  |
| Двойченко Юрий Александрович | Старший научный сотрудник (исполнитель) |  |
| Калинина Надежда Викторовна | Старший научный сотрудник (исполнитель) |  |
| Ларин Александр Геннадьевич | Научный сотрудник (исполнитель) |  |
| Себин Андрей Сергеевич | Младший научный сотрудник (исполнитель) |  |
| Семенова Наталья Михайловна | Младший научный сотрудник (исполнитель) |  |
| Блинов Кирилл Дмитриевич | Инженер (исполнитель) |  |
| Панакушин Матвей Александрович | Техник (исполнитель) |  |
ПУБЛИКАЦИИ
2022 г.
4. Грамузов Е.М., Калинина Н.В., Куркин А.А. Теоретическая модель сопротивления обломков льда при движении ледокола в ровном сплошном ледяном поле // Экологические системы и приборы, № 10, 2022 г. С.59-66. DOI: 10.2579/esip.10.2022.1326 http://eco.tgizd.ru/ru/arhiv/21523
6. Двойченко Ю.А., Панченко М.А., Панакушин М.А. Определение физико-механических свойств композитной модели льда в малом ледовом бассейне // Транспортные системы, № 3 (25), 2022. C. 32-38. РИНЦ. DOI: 10.46960/2782-5477_2022_3_32
КОНФЕРЕНЦИИ
2022 г.
1. XVI Международный салон изобретений и новых технологий «Новое время», Севастополь, 21-23 сентября 2022.
Нижегородский государственный технический университет представил Себин А.С. в салоне «Новое время». Изобретение «Стенд для исследования физико-механических свойств ледяного покрова при его разрушении механическим способом»
(авторы: Золотов Н.В.,Грамузов Е.М., Калинина Н.В., Куркин А.А., Семенова Н.М.) отмечено серебряной медалью.
2. 5-ая Международная выставка и конференция по судостроению и разработке высокотехнологичного оборудования для освоения Арктики и континентального шельфа OMR 2022, Санкт-Петербург, 13-16 сентября 2022.
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева представляли на форуме проректор по научной работе А. А. Куркин (сертификат участника), и.о. зав. кафедрой «Кораблестроение и авиационная техника» Н. В. Калинина (сертификат участника)
Нижегородские участники конференции выступили в панельной дискуссии, а также с докладами, в которых представили актуальные научные разработки НГТУ им. Р.Е. Алексеева в области судостроения.
(ссылка на фото)
https://www.nntu.ru/news/detail/nauka-i-innovacii/vse-novosti/sotrudniki-ngtu---uchastniki-omr-2022
3. Всероссийская научная конференция «Моря России: вызовы отечественной науки» 26 – 30 сентября 2022 г., г. Севастополь
Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева представлял на конференции ассистент кафедры «Кораблестроение и авиационная техника» Андрей Сергеевич Себин.
http://mhi-ras.ru/news/news_202209301415.html (см. с 8 мин 13 сек.)