Flexural-Gravity Waves in an Ice Cover Exited by Periodically Varying Moving Perturbations

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The vibrations of a floating ice cover under the action of moving disturbances of variable intensity are studied. The model of vibrations of a floating ice cover is based on the linearized fluid mechanics equations and the linear classical theory of vibrations of plates. The ice cover is considered as a thin elastic isotropic plate. The critical velocities at which the nature of the wave disturbances changes both in front of the disturbance source and behind it are determined. The critical velocities as functions of the source oscillation frequency are studied, six critical velocities being obtained. It is shown that from one to seven wave systems are formed depending on the velocity of the source and the frequency of its oscillations. The corner zones in which these waves are formed are determined. The effect of compression and tension forces on the critical velocities and the corner zones in which the waves propagate has been studied.

About the authors

Zh. V. Malenko

Kornilov Marine Institute, the branch of the Ushakov State Marine University; Sevastopol State University

Author for correspondence.
Email: zhvla17@mail.ru
Russian Federation, Sevastopol; Sevastopol

A. A. Yaroshenko

Kornilov Marine Institute, the branch of the Ushakov State Marine University; Sevastopol State University

Email: yaroshenko.575@yandex.ru
Russian Federation, Sevastopol; Sevastopol

References

  1. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 215 с.
  2. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Академия Естествознания, 2007. 355 с.
  3. Squire V.A., Hosking R.J., Kerr A.D., Langhorne P.J. Moving loads on ice plates. Dordrecht: Springer Science & Business Media, 2012. 236 р.
  4. Букатов А.Е. Волны в море с плавающим ледяным покровом. Севастополь: ФГБУН МГИ, 2017. 360 с.
  5. Козин В.М., Земляк В.Л., Рогожникова Е.Г., Погорелова А.В. Влияние ледовых условий на деформированное состояние ледяного покрова от движения нагрузки. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2020. 123 с.
  6. Жесткая В.Д. Численное решение задачи о движении нагрузки по ледяному покрову // ПМТФ. 1999. Т. 40. № 4. С. 243–248.
  7. Жесткая В.Д., Чижиумов С.Д. Численный расчет напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, находящегося под действием нестационарной нагрузки. М.: Академия естествознания, 2007. 53 с.
  8. Кулешов А.А., Мымрин В.В. Моделирование колебаний плавающего льда в приближении тонкой упругой пластины // Матем. моделирование. 2009. Т. 21. № 6. 28–40.
  9. Кулешов А.А., Мымрин В.В. Моделирование колебаний плавающего льда при посадке самолетов на ледовые аэродромы // Выч. мет. программирование. 2010. Т. 11. № 1. С. 7–13.
  10. Погорелова А.В., Козин В.М., Матюшина А.А. Исследование напряженно-деформированного состояния ледяного покрова при взлете и посадке на него самолета // ПМТФ. 2015. Т. 56. № 5(333). С. 214–221. doi: 10.15372/PMTF20150520
  11. Булатов В.В., Владимиров И.Ю., Морозов Е.Г. Дальние поля возмущений поверхности раздела глубокого океана и ледяного покрова от локализованных источников // Докл. РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 2. С. 302–307. doi: 10.31857/S2686739723600716
  12. Булатов В.В., Владимиров И.Ю. Дальние поля на поверхности раздела бесконечно глубокого океана и ледяного покрова, возбуждаемые локализованным источником // Изв. РАН. ФАО. 2023. Т. 59. № 3. С. 346–351. doi: 10.31857/S0002351523030033
  13. Булатов В.В., Владимиров И.Ю. Амплитудно-фазовая структура волновых возмущений на границе ледяного покрова и глубокой жидкости от локализованных источников // Вестник НИЯУ МИФИ. 2023. Т. 12. № 3. С. 135–142. doi: 10.26583/vestnik.2023.267
  14. Букатов А.Е., Жарков В.В., Завьялов Д.Д. Трехмерные изгибно-гравитационные волны при неравномерном сжатии // ПМТФ. 1991. № 6. С. 51–57.
  15. Стурова И.В. Движение нагрузки по ледяному покрову с неравномерным сжатием // Изв. РАН. МЖГ. 2021. № 4. С. 63–72. doi: 10.31857/S0568528121040125
  16. Стурова И.В., Ткачева Л.А. Влияние сжимающих усилий в ледяном покрове на генерацию изгибно-гравитационных волн // Труды Всероссийской конференции «Прикладные технологии гидроакустики и гидрофизики». СПб.: Изд-во «ЛЕМА», 2023. С. 209–212.
  17. Ткачева Л.А. Движение нагрузки по ледяному покрову при наличии течения со сдвигом скорости // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 2. С. 113–122. doi: 10.31857/S0568528123700044
  18. Ткачева Л.А. Деформации и волновые силы при движении нагрузки по ледяному покрову и наличии течения со сдвигом скорости // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 6. С. 59–66. doi: 10.31857/S1024708423600203
  19. Зуев В.А. Средства продления навигации на внутренних водных путях. Л.: Судостроение, 1986. 208 с.
  20. Зуев В.А., Козин В.М. Использование судов на воздушной подушке для разрушения ледяного покрова. Владивосток: Изд-во Дальневосточного ун-та, 1988. 128 с.
  21. Жёсткая В.Д., Козин В.М. Исследования возможностей разрушения ледяного покрова амфибийными судами на воздушной подушке резонансным методом. Владивосток: Дальнаука, 2003. 161 с.
  22. Козин В.М., Лебедев А.А. Энергоэффективные технологии разрушения ледяного покрова судами на воздушной подушке резонансным методом // Вестник инженерной школы ДВФУ. 2022. № 3(52). С. 19–29. doi: 10.24866/2227-6858/2022-3/19-29
  23. Козин В.М. Результаты экспериментально-теоретических исследований возможностей резонансного метода разрушения ледяного покрова // Изв. РАН. МТТ. 2023. № 3. С. 3–20. doi: 10.31857/S0572329922600396
  24. Козин В.М. Способы определения критических скоростей нагрузок, движущихся в условиях сплошного ледяного покрова (обзор) // Вестник инженерной школы ДВФУ. 2019. № 2(39). С. 30–38. doi: 10.24866/2227-6858/2019-2-4
  25. Козин В.М., Скрипачев В.В. Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки // ПМТФ. 1992. № 5. С. 141–146.
  26. Кожаев А.В., Козин В.М. Повышение эффективности резонансного метода интерференцией изгибно-гравитационных волн от периодического изменения давления в подушке СВП // IV Всероссийская конференция с международным участием «Полярная механика-2017», 14–15 сентября 2017 г., Санкт-Петербург, Россия: сборник докладов. С. 265–271.
  27. Букатов А.Е., Черкесов Л.В. Неустановившиеся колебания ледяного покрова, вызываемые периодически перемещающимися давлениями // Морские гидрофизические исследования. Севастополь: МГИ АН УССР, 1969. № 2 (44). С. 94–105.
  28. Букатов А.Е., Ярошенко А.А. Развитие трехмерных изгибно-гравитационных волн при движении области давлений переменной интенсивности // ПМТФ. 1986. № 5. С. 54–60.
  29. Duffy D.G. The response of floating ice to a moving, vibrating load // Cold Regions Science and Technology. 1991. V. 20. Iss. 1. P. 51–64. doi: 10.1016/0165-232X(91)90056-M
  30. Ярошенко А.А., Маленко Ж.В. Неустановившиеся трехмерные изгибно-гравитационные волны, вызванные движущимися возмущениями переменной интенсивности // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2023. Т. 20. № 1. С. 41–51. doi: 10.31429/vestnik-20-1-41-51
  31. Федорюк М.В. Асимптотика. Интегралы и ряды. Серия: Физико-математическое наследие: математика (математический анализ). М.: URSS, 2022. 544 с.
  32. Ярошенко А.А., Маленко Ж.В., Маркина Е.В. Боран-Кешишьян А.Л., Кондратьев А.И. Изгибно-гравитационные волны в море с ледяным покровом от движущихся возмущений в условиях равномерного сжатия // Морские интел. технол. 2022. № 4(58). T. 1. С. 251–257. DOI: doi: 10.37220/MIT.2022.58.4.050
  33. Маленко Ж.В., Ярошенко А.А. Изгибно-гравитационные волны в море с ледяным покровом от движущихся возмущений // Морские интел. технол. 2021. Т. 4. № 2. С. 157–161. doi: 10.37220/MIT.2021.52.2.086
  34. Маленко Ж.В., Ярошенко А.А. Трехмерные изгибно-гравитационные волны в плавающем ледяном покрове от движущегося источника возмущений // ПММ. 2023. Т. 87. Вып. 6. С. 1037–1048. doi: 10.31857/S0032823523060115

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences