Виталий Леонидович Земляк, Виктор Михайлович Козин, Алексей Сергеевич Васильев
{"title":"Experimental determination of the motion parameters of a submerged body and wave formation in ice conditions","authors":"Виталий Леонидович Земляк, Виктор Михайлович Козин, Алексей Сергеевич Васильев","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.047","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В работе экспериментально рассмотрено движение погруженного тела вблизи свободной поверхности жидкости и жидкости покрытой ледяным покровом. Эксперименты проводились в опытовом ледовом бассейне. Рассмотрено влияние особенностей формы поперечного сечения тела на волнообразование и характер движения в приповерхностной водной среде. Впервые экспериментально измерена величина относительного вертикального перемещения погруженного тела возникающего под воздействием подъемной силы. Установлены зависимости между исследуемыми параметрами и скоростью движения тела, а также влияние на них ледяного покрова. Определены параметры генерируемых изгибно-гравитационных волн. С помощью предложенного критерия ледоразрушения определена их ледоразрушающая способность. Установлена связь между величиной критерия ледоразрушения и характером разрушения льда. Делается вывод, что характер движения плохообтекаемых тел имеет сложную зависимость и большие значения относительного перемещения. По этой причине, движение подводных аппаратов с подобной формой корпуса в ледовых условиях на малом заглублении в диапазоне скоростей 0.3<Fr<0.39 может оказаться не безопасным и привести к контакту их кормовой оконечности с нижней поверхностью ледяного покрова.\n The study experimentally considers the motion of an submerged body near the free surface of a liquid and a liquid covered with an ice cover. The experiments were carried out in the experimental ice tank. The influence of the features of the shape of the cross section of the body on wave formation and the nature of motion in the near-surface aquatic environment is considered. For the first time, the magnitude of the relative vertical displacement of a submerged body arising under the influence of a lifting force has been experimentally measured. Relationships between the studied parameters and the speed of the body, as well as the influence of the ice cover on them, are established. The parameters of the generated flexural-gravity waves are determined. With the help of the proposed ice breaking criterion, their ice breaking ability is determined. A relationship has been established between the value of the ice destruction criterion and the nature of ice destruction. It is concluded that the nature of the movement of bluff bodies has a complex dependence and large values of relative displacement. For this reason, the movement of underwater vehicles with a similar hull shape in ice conditions at a shallow depth in the speed range of 0.3<Fr<0.39 may not be safe and lead to contact of their aft end with the lower surface of the ice cover.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"21 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.2000,"publicationDate":"2023-08-28","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Marine Intellectual Technologies","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.047","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"ENGINEERING, MARINE","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
В работе экспериментально рассмотрено движение погруженного тела вблизи свободной поверхности жидкости и жидкости покрытой ледяным покровом. Эксперименты проводились в опытовом ледовом бассейне. Рассмотрено влияние особенностей формы поперечного сечения тела на волнообразование и характер движения в приповерхностной водной среде. Впервые экспериментально измерена величина относительного вертикального перемещения погруженного тела возникающего под воздействием подъемной силы. Установлены зависимости между исследуемыми параметрами и скоростью движения тела, а также влияние на них ледяного покрова. Определены параметры генерируемых изгибно-гравитационных волн. С помощью предложенного критерия ледоразрушения определена их ледоразрушающая способность. Установлена связь между величиной критерия ледоразрушения и характером разрушения льда. Делается вывод, что характер движения плохообтекаемых тел имеет сложную зависимость и большие значения относительного перемещения. По этой причине, движение подводных аппаратов с подобной формой корпуса в ледовых условиях на малом заглублении в диапазоне скоростей 0.3