Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Прикладные задачи динамики ледяного покрова

Козин В. М., Жесткая В. Д., Погорелова А. В., Чижиумов С. Д., Джабраилов М. Р., Морозов В. С., Кустов А. Н.,

6.1. Методика моделирования ИГВ с использованием физической модели неразрушаемого сплошного льда

Современный уровень теоретических исследований динамики ледяного покрова еще не позволяет дать ответы на все вопросы практического его применения в качестве несущей платформы при воздействии движущейся нагрузки. Натурные исследования поведения ледяного покрова под действием различных динамических нагрузок весьма трудоемки. Нестабильность во времени, многообразие свойств ледяного покрова и их зависимость от ледовых условий (снег, течение и пр.) создают дополнительные трудности в получении достоверных результатов. Уменьшить трудоемкость экспериментальных исследований, обеспечить стабильность свойств объекта исследований, получить устойчивые результаты и тем самым существенно облегчить стоящие перед экспериментаторами задачи можно с помощью модельных исследований.

.

Рис. 6.1 Сопоставление кривых относительных деформаций натурного льда (----) и модельного слоя (¾) при различный относительных скоростях c [59].

Как было отмечено в работе [58] принципиальная возможность имитации ледяного покрова с помощью упругих пленок, доказывалась многими авторами, например [82, 45]. Сравнив профили ИГВ натурного и модельного льда, в качестве которого использовалась резиновая пленка при различных (где V – скорость движения модели нагрузки, g – ускорение сил тяжести, H – глубина воды. рис.6.1) можно отметить не только качественное но и количественное совпадение полученных результатов. В работе [58] также приводится математическое обоснование возможности пересчета полученных экспериментальных данных с модели на натуру.

Зависимости для пересчета получены в виде:

;; .		(6.1)

где , - плотность натуры и модели;

, - скорость перемещения нагрузки (натуры и модели);

, - характерный промежуток времени;

, - глубина водоема (натуры и модели);

, - толщина натурного и модельного ледяного покрова;

, - прогиб льда (натуры и модели);

, - характерный линейный размер (натуры и модели);

, - длинна ИГВ (натуры и модели);

, - модуль Юнга (натуры и модели);

, - плотность натуры и модели;

;