scholarly journals Results of modeling the dependence of the height of flexural-gravity waves in a floating plate with a sealed edge on the inclination of the bottom of the reservoir

2021 ◽  
pp. 47-52
Author(s):  
В.М. Козин
Keyword(s):  
Gravitational Waves ◽  
Gravity Waves ◽  
Large Scale ◽  
Ice Cover ◽  
Bottom Slope ◽  
Floating Plate ◽  
Scale Models ◽  
Flexural Gravity Waves ◽  
Resonant Method

На основании проведенных автором экспериментов по разрушению льда амфибийными судами на воздушной подушке (СВП) резонансным методом при их движении в сторону берега, их крупномасштабных моделей в полевых условиях, а также известных случаев разрушения ледяного покрова движущимися в сторону берега транспортными средствами показана возможность существенного увеличения толщины льда, разрушаемого у его береговой кромки. Приведены данные экспериментов, выполненных в опытовом бассейне на моделирующих ледяной покров упругих пленках, подтверждающие эти возможности. В работе представлены результаты моделирования зависимости высоты изгибно-гравитационных волн (ИГВ), возбуждаемых в плавающей пластине движущейся в направлении ее заделанной кромки нагрузкой, от угла наклона дна бассейна. Также приведены рекомендации по использованию наклонности дна для повышения эффективности разрушения ледяного покрова (увеличения толщины разрушаемого льда) путем возбуждения резонансных ИГВ. На основании выполненных экспериментов показано, что приближение к берегу ИГВ, возбуждаемых СВП с последующим их выходом на него, может значительно увеличить толщину разрушаемого льда за счет отрыва от берега его кромки. Отмечена возможность увеличения ледоразрушающей способности ИГВ благодаря последующим проходам судна вдоль нее из-за роста деформаций ослабленного таким образом льда, т.е повышения ледоразрушающей способности СВП. Based on the experiments conducted by the author on ice destruction by amphibious hovercraft using the resonant method when they move towards the shore, their large-scale models in the field, as well as known cases of ice cover destruction by vehicles moving towards the shore, the possibility of a significant increase in the thickness of ice destroyed at its coastal edge is shown. The data of experiments performed in the experimental pool on elastic films modeling the ice cover are presented, confirming these possibilities. The paper presents the results of modeling the dependence of the height of Flexural-gravitational waves excited in a floating plate by a load moving in the direction of its embedded edge on the angle of inclination of the pool bottom. Recommendations are also given for using the bottom slope to increase the efficiency of ice cover destruction (increasing the thickness of the destroyed ice) by exciting resonant Flexural-gravitational waves. Based on the performed experiments, it is shown that the approach to the shore of Flexural-gravitational waves excited by hovercraft with their subsequent exit to it can significantly increase the thickness of the destroyed ice due to the separation of its edge from the shore. The possibility of increasing laboratree the ability of the Flexural-gravitational waves during the next passages of the ship along it due to the growth of deformations weakened the ice.

scholarly journals Possibilities to improve the effectiveness of the resonant method of destruction of the ice cover by using the proximity of the coast to the place of performance of icebreaking works

2020 ◽  
Author(s):  
В.М. Козин
Keyword(s):  
Gravitational Waves ◽  
Slope Angle ◽  
Experimental Studies ◽  
Ice Cover ◽  
State University ◽  
Bottom Slope ◽  
Appropriate Use ◽  
Deflection Amplitude ◽  
Ice Model ◽  
Resonant Method

В работе представлены результаты экспериментальных исследований зависимости амплитуды прогиба изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове движущейся вблизи и вдоль берега нагрузкой в ледяном покрове, от угла наклона дна бассейна. Опыты проводились на ледяном покрове как в полевых условиях с натурными судами на воздушной подушке, так и в опытовом бассейне Амурского гуманитарно-педагогического государственного университета с использованием искусственной модели льда. Показана возможность существенного увеличения эффективности резонансного метода разрушения ледяного покрова за счет соответствующего использования близости его береговой линии к месту выполнения ледокольных работ (мелководья и переменности глубины, т.е. наклона дна бассейна) и изменения расстояния от СВП до берега. Приведены рекомендации по использованию угла наклона дна, близости береговой линии к месту выполнения ледокольных работ и изменения уровня воды в водоеме для повышения эффективности разрушения ледяного покрова (увеличения толщины разрушаемого льда) резонансным методом. The paper presents the results of experimental studies of the dependence of the deflection amplitude of bending and gravitational waves excited in the ice cover by a load moving near and along the shore in the ice cover on the angle of the bottom of the pool. Experiments were conducted on the ice cover both in the field with full-scale hovercrafts, and in the experimental pool of the Amur humanitarian and pedagogical state University using an artificial ice model. The possibility of a significant increase in the effectiveness of the resonant method of ice cover destruction due to the appropriate use of the proximity of its coastline to the place of icebreaking operations (shallow water and depth variability, i.e., the slope of the pool bottom) and changes in the distance from the SVP to the shore. Recommendations are given for using the bottom slope angle, proximity of the coastline to the site of icebreaking operations, and changes in the water level in the reservoir to improve efficiency.

Influence of snow cover on the parameters flexural-gravity waves in ice cover

2013 ◽  
Vol 54 (3) ◽  
pp. 458-464 ◽  
Author(s):  
V. M. Kozin ◽  
V. L. Zemlyak ◽  
V. Yu. Vereshchagin
Keyword(s):  
Snow Cover ◽  
Gravity Waves ◽  
Ice Cover ◽  
Flexural Gravity Waves

scholarly journals Bending-gravity waves in the sea with an ice cover from moving disturbances

2021 ◽  
pp. 157-161
Author(s):  
Ж.В. Маленко ◽  
А.А. Ярошенко
Keyword(s):  
Gravitational Waves ◽  
Gravity Waves ◽  
Elastic Waves ◽  
Isotropic Plate ◽  
Pure Water ◽  
Three Dimensional ◽  
Ice Cover ◽  
Ship Waves ◽  
Plate Vibrations ◽  
The Waves

В статье проводятся исследования колебаний плавающего ледяного покрова под действием движущихся возмущений. В основу колебаний плавающего ледяного покрова положены линеаризованные уравнения гидромеханики и линейная классическая теория колебаний пластин. Ледяной покров рассматривается как тонкая упругая изотропная пластинка. Анализируются образующиеся при этом трехмерные изгибно-гравитационные волны. Показано, что при движении источника возмущений со скоростью 0<v<v0 изгибно-гравитационные волны не образуются, а наблюдается статический прогиб. Здесь v0 – минимальное значение фазовой скорости. При скорости движения v0<v<v1 образуется одна система изгибно-гравитационных волн. Эти волны распространяются как впереди, так и за источником возмущений. Волны, бегущие впереди источника, обусловлены упругими и массовыми силами пластинки. Волны, распространяющиеся за источником, имеют характер гравитационной волны для чистой воды. При v1<v<(gH)1/2 образуется три системы волн. Упругие волны распространяются впереди источника. Две другие волны распространяются за источником и носят характер поперечной и продольной корабельных волн. При v>(gH)1/2 образуются впереди источника упругие волны, а за источником продольные корабельные волны. Исследовано влияние скорости перемещения нагрузки на амплитуды образующихся волн. The article studies the fluctuations of the floating ice cover under the action of moving perturbations. The vibrations of the floating ice cover are based on the linearized equations of hydro-mechanics and the linear classical theory of plate vibrations. The ice sheet is considered as a thin elastic isotropic plate. The resulting three-dimensional bending-gravity waves are analyzed. It is shown that when the source of disturbances moves at a speed of 0<v<v0, bending-gravitational waves are not formed, but a static deflection is observed. Here v0is the minimum value of the phase velocity. At the speed of motion v0<v<v1, a single system of bending-gravitational waves is formed. These waves propagate both ahead and behind the source of the disturbances. The waves traveling ahead of the source are caused by the elastic and mass forces of the plate. The waves propagating behind the source have the character of a gravitational wave for pure water. At v1<v<(gH)1/2, three wave systems are formed. Elastic waves propagate ahead of the source. The other two waves propagate behind the source and have the character of transverse and longitudinal ship waves. At v>(gH)1/2, elastic waves are formed in front of the source, and longitudinal ship waves are formed behind the source. The influence of the load displacement velocity on the amplitudes of the generated waves is investigated.

scholarly journals Interaction of flexural-gravity waves in ice cover with vertical walls

2018 ◽  
Vol 376 (2129) ◽  
pp. 20170347 ◽  
Author(s):  
A. A. Korobkin ◽  
S. Malenica ◽  
T. Khabakhpasheva
Keyword(s):  
Boundary Conditions ◽  
Gravity Waves ◽  
Contact Line ◽  
Three Dimensional ◽  
Ice Cover ◽  
Flexural Gravity Waves ◽  
Vertical Walls ◽  
Vertical Cylinders ◽  
Rigid Walls ◽  
Ice Phenomena

Diffraction of flexural-gravity waves in an ice cover by a bottom mounted structure with vertical walls is studied. The problem is solved by using the so-called vertical modes corresponding to the roots of the dispersion relation for flexural-gravity waves. These modes reduce the original three-dimensional problem to a set of two-dimensional diffraction problems with non-homogeneous boundary conditions on the rigid walls. Two unknown functions presenting in the boundary conditions for each mode are determined using the conditions at the contact line between the ice cover and the vertical walls. The clamped conditions at the contact line, where the ice cover is frozen to the wall, are considered in this study. The solution of the problem is obtained for a single vertical circular cylinder frozen in the ice cover. A general approach to the problem for vertical cylinders of any shapes is presented. The diffraction problems with vertical walls extended to infinity are discussed. This article is part of the theme issue ‘Modelling of sea-ice phenomena’.

scholarly journals Influence of the Upstream Terrain on the Formation of a Cold Frontal Snowband in Northeast China

2021 ◽  
Author(s):  
Na Li ◽  
Baofeng Jiao ◽  
Lingkun Ran ◽  
Zongting Gao ◽  
Shouting Gao
Keyword(s):  
Gravity Waves ◽  
Northeast China ◽  
Large Scale ◽  
Control Experiment ◽  
Vertical Motion ◽  
Near Surface ◽  
Inertial Instability ◽  
Two Factors ◽  
Negative Effect ◽  
Conditional Instability

AbstractWe investigated the influence of upstream terrain on the formation of a cold frontal snowband in Northeast China. We conducted numerical sensitivity experiments that gradually removed the upstream terrain and compared the results with a control experiment. Our results indicate a clear negative effect of upstream terrain on the formation of snowbands, especially over large-scale terrain. By thoroughly examining the ingredients necessary for snowfall (instability, lifting and moisture), we found that the release of mid-level conditional instability, followed by the release of low-level or near surface instabilities (inertial instability, conditional instability or conditional symmetrical instability), contributed to formation of the snowband in both experiments. The lifting required for the release of these instabilities was mainly a result of frontogenetic forcing and upper gravity waves. However, the snowband in the control experiment developed later and was weaker than that in the experiment without upstream terrain. Two factors contributed to this negative topographic effect: (1) the mountain gravity waves over the upstream terrain, which perturbed the frontogenetic circulation by rapidly changing the vertical motion and therefore did not favor the release of instabilities in the absence of persistent ascending motion; and (2) the decrease in the supply of moisture as a result of blocking of the upstream terrain, which changed both the moisture and instability structures leeward of the mountains. A conceptual model is presented that shows the effects of the instabilities and lifting on the development of cold frontal snowbands in downstream mountains.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document