Многоцикловое и истирающее воздействия дрейфующего ледяного покрова на морские гидротехнические сооружения (Расчет взаимодействия системы «ледяная плита – опора гидротехнического сооружения»)

Страницы работы

Содержание работы

3.2. Алгоритм и программа расчета взаимодействия системы «ледяная плита – опора гидротехнического сооружения».

Программная реализация системы представляет собой открытый интерактивный комплекс, выполненный в рамках одного из самых мощных приложений Windows – программной оболочки Delphi 5. Посредством упорядоченного набора закладок (программных средств непосредственно самой оболочки) выполняется настройка и выбор математической модели, численных значений параметров и режимов функционирования системы.

Вся программа расчета модели взаимодействия системы “ледяная плита – опора гидротехнического сооружения” поделена на отдельные элементарные блоки (процедуры), взаимодействующие между собой. Именно такое строение программы позволяет без особых проблем либо менять, либо уточнять отдельные блоки, усовершенствуя расчет, что очень важно для дальнейших научных разработок. Блок-схема программы приведена на рис.3.4. Остановимся подробнее на каждом блоке расчета.

Исходными данными служат гистограммы распределений: скорости дрейфа льда (Vice), толщины льда (hice), прочности льда (Resice), сплоченности льда (Nice), размеров льдин (Dice). Кроме того, входными параметрами являются: сторона квадрата рассматриваемого района (Sregion), время сезона (Ts), диаметр опоры (dcon), коэффициент формы опоры (kcon), коэффициент жесткости опоры (k1 con).

1) Основной блок расчета – программа Calculate.

В данном блоке программы организуются циклы расчетов по всем расчетным ситуациям (за расчетную ситуацию принят расчет для ледяной плиты с конкретными входными параметрами) и восьми направлениям относительно сторон света, на основе которых формируются некоторые входные параметры.

1.1) Цикл расчета по вероятностям

В данном блоке программы организуются циклы расчетов для различных значений исходных данных с учетом их вероятностей: сплоченности, скорости, диаметра, толщины и прочности льда. Здесь инициализируются все временные параметры программы, а именно:

- Tfirst=0 – время начала расчета;

- Tstep=1с – шаг по времени;

- Tlast =Tki – время расчетной ситуации;

- Tcut=0 – время прорезания;

- Tcurrent= Tfirst – текущее время расчета.

Затем определяется время каждой расчетной ситуации Tki, по формуле:

, где  - вероятности появления входных параметров hice, Dice,NiceNice, Resice, и Viceсоответственно, Ts– время сезона, сек.

При этом суммарное время расчета для каждой расчетной ситуации не должно превышать, временя расчетной ситуации, т.е. должно выполняться условие

Tcurrent<Tki,                                                  (3.6)

тогда расчет продолжается, в противном случае расчет останавливается .

Далее расчет продолжается с параметрами следующей расчетной ситуации (см. п.1.2).

При этом общее время расчета по всем расчетным ситуациям должно равняться времени ледового сезона, т.е. .

1.2) Цикл расчета по направлениям

В этом блоке программы организуются циклы расчетов по различным направлениям дрейфа льда.

2) Основная программа расчета – программа CalculateCut

В данном блоке программы вычисляются некоторые начальные и промежуточные значения программы.

2.1) Для каждой расчетной ситуации определяются следующие параметры.

- начальное расстояние между льдинами см. рис. 3.3а:

Рис.3.3а.

В программе предусмотрен расчет случая при сплоченности льда равной 1 (Niсe=1), тогда L0=0, а диаметр стоящей перед опорой льдины будет равен длине рассматриваемого района акватории, т.е. Diсe=Sregion.

2.2) Инициализация переменных подходящей льдины (начальные параметры подходящей льдины):

Начальная площадь льдины;

Первоначально считается, что первая льдина соприкоснулась с сооружением (или уже стоит перед сооружением) см. рис 1а, тогда линейный размер льда перед сооружением будет равен: ;

Начальная масса льда: , где ρiсe – плотность морского льда;

Начальная скорость движения льдины приравнивается к скорости дрейфа льда: V0=Vice;

Начальное расстояние до следующей льдины: L=L0.

2.3) Инициализация переменных блока льда перед сооружением (начальные параметры блока льда перед сооружением) рис.3.3б:

Площадь блока льда перед сооружением приравнивается к площади подходящей льдины Arbl=Ar0;

Площадь убывшего блока льда, т.е. прорезавшегося через сооружение OutArbl=0;

Линейный размер блока льда перед сооружением в начальный момент времени LLbl=LL 0;

Масса блока льда приравнивается к массе подошедшей льдины m0bl=m0;

Масса убывшего блока льдины Outmbl=0;

Скорость блока льда приравнивается к скорости подходящей льдины Vbl=V0.

Время подхода льдины к сооружению Tvbl=0;

Расстояние от передней грани сооружения до ближайшей льдины: Lbl=0, т.е. блок стоит у сооружения;

Длина прорезания блока льда равна нулю, т.е. dхbl=0.

Рис. 3.3б.

Похожие материалы

Информация о работе