Численная оценка необходимой энергии для предотвращения образования воротников на морских причалах Арктики
Авторы: Д.А. Шарапов, А.С. Большев
Аннотация
Освоение Арктического региона является одним из приоритетных направлений развития России. Данный регион интересен по ряду причин, среди которых помимо стратегических интересов стоит выделить развитие Северного морского пути и добычу углеводородов и других полезных ископаемых. Для освоения данной территории необходимо строительство инфраструктуры, в том числе морских портов, которые смогли бы бесперебойно принимать суда/танкеры в сложных ледовых условиях Арктики. В условиях холодного климата происходит непрерывное образование льда на акватории. В случае швартовки танкера механическое удаление льда между танкером и причалом может оказаться затруднительно. Вследствие большей теплопроводности стальных конструкций (стенки танкера и причала), может образовываться ледовый нарост, который может увеличивать нагрузки на причал, и, вследствие своего размера препятствовать отчаливанию или швартовке танкеров. Одним из способов недопущения образования ледового нароста (ледового воротника) является обогрев, который может выполняться различными способами. В работе рассматривается метод термодинамического расчета обогрева в приложении к трубошпунту для предотвращения образования ледовых утолщений на поверхности морских причалов Арктики.
Список литературы
1. 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.
2. Sharapov D., Shkhinek K., DelValls T. A. Ice collars, development and effects // Ocean Engineering. - 2016. - T. 115. - C. 189-195.
3. Sharapov D., Shkhinek K. A method to determine the horizontal ice loads on the vertical steel structures which adfreeze to the ice level // Coastal Engineering. - 2014. - T. 88, № 0. - C. 69-74.
4. Шарапов Д. А., Шхинек К. H., Большее А. С. Горизонтальные ледовые нагрузки на вмерзшие сооружения // Российский морской регистр судоходства: НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СБОРНИК. - 2012. № 35. - С. 75-84.
5. ISO-19906 Petroleum and natural gas industries - Arctic offshore structures. International Organization for Standardization, 2010.
6. API-RP-2N Recommended practice for planning, designing, and constructing structures and pipelines for arctic conditions. American Petroleum Institute, 1995.
7. Loset S., Shkhinek K., Gudmestad O., Strass P., Michalenko E., Frederking R., Kama T. Comparison of the physical environment of some Arctic seas // Cold Regions Science and Technology. -1999. - T. 29, № 3. - C. 201-214.
8. Wall H., Wadso L. Corrosion rate measurements in steel sheet pile walls in a marine environment // Marine Structures. - 2013. -T. V.33. - C. 21-32.
9. Stefan J. Uber die theorie der eisbildung, insbesondere uber die eisbildung in polarmeere // Ann. Phys. - 1891. - T. 42 (2). -C. 269-286.
10. Actions from Ice on Arctic Offshore and coastal Structures: Student's Book for Institutes of Higher Education. / Loset S., Shkhinek K., Gudmestad О. T, Hoyland K. - St. Petersburg: Publisher "LAN", 2006.
11. Marchenko A. Thermodynamic consolidation and melting of sea ice ridges // Cold Regions Science and Technology. - 2008. -T. 52, № 3. - C. 278-301.
12. Ram Р. К. The Dirac Delta Function and Delta Sequences // Mathematics in Science and Engineering / Ram P. K.Elsevier, 1983. - C. 1-19.
13. 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.
14. Strub-Klein L., Heyland К. V. Spatial and temporal distributions of level ice properties: Experiments and thermo-mechanical analysis // Cold Regions Science and Technology. - 2012. - T. 71, № 0. -C. 11-22.
15. Crawford R. J., Byfield M. P. A numerical model for predicting the bending strength of Larssen steel sheet piles // Journal of Constructional Steel Research. - 2002. - T. 58, № 10. -C. 1361-1374.
16. Шарапов Д. А., Шхинек К. H. Ледовые нагрузки на вмерзшие сооружения // Труды RAO / CIS Offshore 2011. - 2011.
Об авторах
Дмитрий Андреевич Шарапов - к.т.н., доцент, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29
sharapov@bk.ru
Александр Станиславович Большев - д.т.н., профессор, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29
bolshev@cef.spbstu.ru
Ссылка для цитирования: Д.А. Шарапов, А.С. Большев. Численная оценка необходимой энергии для предотвращения образования воротников на морских причалах Арктики// Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2016. - № 44/45. - С. 20-25.
* * *
УДК: 627.042
Выпуск №: 44/45 (2016)
Страницы: 20-25
Ключевые слова: ледовый воротник, ледовый нарост, обмерзание причала, Арктический порт, МКЭ, термодинамика
