A new approach to determining the ice load on marine engineering structures for the critical kinetic energy scenario

Abstract

Сценарий предельной кинетической энергии часто применяется для определения уровня ледовой нагрузки на различные морские инженерные сооружения. Как правило, для определения нагрузки в соответствии с этим сценарием осуществляют расчет по формулам, содержащимся в различных нормативных документах. Экспериментальные исследования в ледовом бассейне для этой цели не используются. В работе приводятся некоторые результаты экспериментального изучения в ледовом бассейне ледовой нагрузки на морские гидротехнические сооружения, для описания которой используется сценарий предельной кинетической энергии. Подробно описана методика проведения модельных испытаний. Полученные экспериментальные данные сравниваются с результатами расчетов по нормативным документам. Выполнен анализ влияния на уровень ледовой нагрузки важнейших факторов, которые определяют кинетическую энергию льдины, а именно площади ледяного поля и скорости его дрейфа. Показано, что результаты экспериментов плохо коррелируют с расчетными данными. Проанализированы причины указанных расхождений. Выдвинуто предположение, что основной причиной расхождения является несоответствие теоретического и наблюдаемого в эксперименте механизмов локального разрушения льдины. The critical kinetic energy scenario is often used to determine the level of ice load on various offshore engineering structures. As a rule, to determine the load in accordance with this scenario, calculations are carried out following formulas contained in various regulatory documents. Experimental tests in an ice basin are typically not used for this purpose. The paper shows some results of an experimental study of the ice load on marine hydro-technical structures in the ice basin. The critical kinetic energy scenario is used to interpret the results. The methodology of model tests is described in detail. The measured experimental data are compared with simulations made according to regulatory documents. The influence of the most critical factors determining an ice floe's kinetic energy on the ice load level is analyzed. These factors, in particular, include the area of the ice field and its speed. It is observed that the experimental results poorly correlate with the calculated data. The reasons for this inconsistency are analyzed. It is suggested that the main reason for the discrepancy is the difference between the theoretical and experimentally observed mechanisms of local ice floe destruction.