Математическая модель просчитала образование наледи на обшивке кораблей

28 апреля 2021 г.

Российские математики создали детальную компьютерную модель, которая описывает, как капли морской воды превращаются в наледь при контакте с бортами судов. Благодаря этому можно будет защщать корабли от обледенения, пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий.


Результаты исследования ученые опубликовали в научном журнале Energies.

Сколтех. Фото: Sk.ru.

"Применительно к уже существующим судам и сооружениям программа позволит повысить эффективность мероприятий по снижению рисков в случае обледенения, а при создании перспективных разработок – изменить форму и расположение компонентов судна с целью уменьшения влияния обледенения на его работу", – рассказал один из авторов статьи, старший научный сотрудник Сколковского института науки и технологий Святослав Чугунов.

Обледенение обшивки морских судов, а также самолетов и различных портовых сооружений давно стало одной из главных проблем в их эксплуатации. Появление пленки изо льда не только увеличивает расход топлива, но и влечет за собой серьезную опасность для жизни экипажа и пассажиров.

Для решения этой проблемы корпуса авиалайнеров и кораблей покрывают специальными водоотталкивающими покрытиями, которые временно защищают их от образования наледи. Эти покрытия далеко не всегда доступны и крайне недолговечны. Поэтому специалисты ищут, как минимизировать вероятность появления наледи на обшивке судов, другими способами.

Чугунов и его коллеги нашли для этой проблемы математическое решение. Они создали детальную компьютерную модель, которая может предсказать, как капли морской воды, которые контактируют с обшивкой корабля, будут постепенно превращаться в наледь.

Этот процесс происходит в несколько этапов. Сначала капли возникают в результате столкновения волн и корпуса судна. Появляющиеся таким образом "облака" состоят из капель самых разных размеров. Они движутся с разной скоростью в произвольных направлениях, в результате чего некоторая их часть сталкивается с обшивкой судна и образует на ее поверхности лед.

Все эти процессы хорошо изучены по отношению к линиям электропередачи и обшивке самолетов, однако их особенности, характерные только для морских судов, оставались загадкой. Российские ученые заполнили этот пробел.

"В "Сколтехе" мы разрабатываем несколько специальных экспериментальных установок для получения ранее неизвестных параметров как в лабораторных условиях, так и непосредственно в море. Получаемые экспериментальные данные мы используем в сложной компьютерной модели, описывающей процесс обледенения. В дополнение к ней мы также применяем частные модели отдельных этапов процесса обледенения", – пояснил Чугунов.

Эту компьютерную модель ученые использовали при разработке программного комплекса, с помощью которого судостроители и владельцы портовых сооружений смогут детально просчитывать, как будет образоваться наледь на обшивке и корпусах их кораблей и построек. Благодаря подобным расчетам можно будет подобрать наиболее удачные варианты постройки суден и портовых сооружений, которые будут минимально подвержены действию стихий, подытожили исследователи.

      

Источник: nauka.tass.ru

Поисковые теги
Поделиться