Многоцикловое и истирающее воздействия дрейфующего ледяного покрова на морские гидротехнические сооружения (Расчет взаимодействия системы «ледяная плита – опора гидротехнического сооружения»), страница 3

Если условие (3.12) не выполняется, т.е. прорезания нет (либо льдина остановилась, или произошел скол, что проверится далее), тогда T_cut=0; затем определяют суммарную длину прорезания льда опорой на данном этапе расчета по формуле:

Sdx_bl=Sdx_bl+dx_bl

В случае прорезания нескольких льдин должно выполняться условие

dx_bl≥D_ice,                                                    (3.13)

Далее пересчитывают все параметры блока льда перед сооружением, а именно:

Количество ушедших льдин n_out=n_out+1;

Количество льдин стоящих перед сооружением n_in=n_in–1;

Линейный размер блока льда перед сооружением LL_bl=LL_bl–D_ice;

Площадь блока льда перед сооружением Ar_bl=Ar_bl–Ar₀;

Площадь ушедшего льда Ar_{bl out}=Ar_{bl out}+Ar_0;

Массу блока льда перед сооружением m_bl=m_bl–m₀.

Если перед сооружением есть лед должно выполняться условие (количество льда перед сооружением больше 0) n_in>0, тогда длина прорезания льда определится по формуле

dx_bl=dx_bl–D_ice. Если перед сооружением льда нет, т.е. n_in<0, то длина прорезания льда dx_bl=0 и скорость прорезания V_bl=0.

В программе принято, что если длина оставшейся после прорезания льдины меньше двух диаметров опоры, то происходит скол льда. Таким образом, условия скола льда можно записать в следующем виде:

dx_bl>D_ice-2d_con,                                           (3.14)

При этом длина прорезания еще больше 0

dx_bl>0,                                                       (3.15)

Далее пересчитывают все параметры блока льда перед сооружением, а именно:

Количество ушедших льдин n_out=n_out+1;

Количество льдин перед сооружением n_in=n_in–1;

Линейный размер льда перед сооружением LL_bl=LL_bl–D_ice;

Площадь блока льда перед сооружением Ar_bl=Ar_bl–Ar₀;

Площадь ушедшего льда Ar_out=Ar_out+Ar₀;

Масса льда перед опорой m_bl=m_bl–m₀.

Если льда перед сооружением нет, т.е. n_in≤0, то V_bl=0, в противном случае (лед есть) n_in>0, тогда необходимо пересчитать расстояния до следующей льдины в заторе по формуле L=D_ice–dx_bl. При этом dx_bl=0, т.е. передняя льдина блока льда перед сооружением скололась, а следующая не подошла, прорезания нет.

Расчет массы убывшего льда производится следующим образом.

Если длина прорезания льда больше половины диаметра опоры, т.е. выполняется условие dx_bl≥d_con/2, тогда площадь убывшего льда определится по формуле:

, где y=[(d_con/2-dx_bl]/(d_con/2).

Тогда масса убывшего льда определяется по формуле

m_bl=Ar_blouth_iceρ_ice

3.6) Вычисляем количество циклов нагружения N_f , напряжение σ, истирание S.

;

 ® Nf=t_пр×f;

Если условие (3.7) не выполняется, т.е. произошел скол льдины, а следующая еще не подошла (чистая вода). Тогда рассчитывается следующие параметры: количество циклов нагружения Nf=t_пр×f;

напряжение ледяной плиты, возникающее при взаимодействии ее с сооружением ;

Истирание конструкции .

Если условие (3.8) не выполняется, т.е. нет прорезания, но блок льда стоит перед сооружением (скол не произошел). Тогда рассчитывается расстояние до следующей льдины по формуле: L_bl=L_bl-V_blT_step.

Далее рассчитывается расстояние от кромки последней льдины до кромки приближающейся льдины по следующей формуле: LL_1bl=LL_1bl-V₀T_step+dx_bl+L_bl.

3.7) Процедура проверки контакта новой льдины с блоком льда перед сооружением(Contact Ice)

Если прорезания блока льда перед сооружением нет (условие 3.8 не выполняется) V_bl=0.

В этом случае прорезание начнется снова, если к блоку льда перед сооружением (или к сооружению-чистая вода) подойдет новая льдина,

LL_1bl≤0 и L0>0,                                         (3.16)

т.е. условие (3.16) выполняется (льдина соприкоснулась с блоком льда перед сооружением), тогда пересчитываются следующие параметры: площадь блока льда перед сооружением Ar_bl=Ar_bl+Ar₀

Если масса блока льда перед сооружением больше 0,

m_bl>0,                                                        (3.17)

т.е. перед сооружением есть скопление льда (к примеру затор) условие выполняется. Тогда согласно закону сохранения импульса подошедшая льдина передает свой импульс перед сооружением в результате чего можно рассчитать скорость блока льда по формуле: .

Масса блока льда перед сооружением m_bl=m_bl+m₀;

Количество льдин, стоящих у сооружения n_in=1;

Расстояние до следующей льдины будет равно: LL_1bl=LL_1bl+L₀.

Если условие (3.16) не выполняется, т.е. новая льдина не соприкоснулась с блоком льда перед опорой, то возвращаемся в пункт 3.4. и рассчитывается время подхода новой льдины к опоре или к блоку льда перед сооружением.

4) Процедура формирования пространственного распределения истирающего воздействия по направлениям (Upgrade Calc Result).

5) Процедура формирования итоговых таблиц и результатов (Upgrade Calc Result)

Рис. 3.4. Блок-схема расчета истирающего воздействия на опоры сооружения

дрейфующим ледяным покровом