Многоцикловое и истирающее воздействия дрейфующего ледяного покрова на морские гидротехнические сооружения (Режим нагружения сооружения ледяным покровом), страница 8

1. ,                                                                                             (3.53)

2. ,                                                                    (3.54)

Подобно аналогичным величинам для предыдущего случая, сравнительный анализ полученных выражений показывает, что при выборе первой модели глубина внедрения льдины меньше, нежели глубина внедрения при выборе второй модели, а время внедрения для первой модели скорости больше соответствующего времени для второй модели.

В рамках имитационной модели сценарий эволюции движения ледяного дискретного покрова при его взаимодействии с МЛП развивается следующим образом.

При первом взаимодействии льда с опорой МЛП имеет место один из трех первых расчетных случаев (А, Б, В), при этом если кинетической энергии льдины достаточно для внедрения, то после удара льдина прорезается сооружением и останавливается (А, Б) или прорезает сооружение и раскалывается (В). При этом скорость прорезания льда убывает от некоторого значения n=V до нуля (см. I тип модели скорости взаимодействия льда с опорой МЛП). После остановки первого или очередного ледяного поля перед опорой происходит накопление льдин (случай Г).

По мере их накапливания растет и сила навала. Вторичное внедрение или прорезание будет происходить при выполнении условия (3.43) и сопровождаться сначала ростом скорости прорезания до некоторого максимального значения v_max=V, а затем спадом до нуля (см. II тип модели скорости взаимодействия льда с опорой МЛП). После остановки и сброса нагрузки на опору сила навала уменьшается, и картина циклически повторяется: по мере увеличения количества льдин растет сила навала и при его критическом значении снова имеет место процесс прорезания ледяного поля.

Случай t=0 соответствует отсутствию внедрения: а) либо кинетическая энергия льдины не достигла критического значения E_o^C; б) либо потенциальная энергия остановившегося ледяного покрова не достаточна для реализации процесса прорезания. В этом случае оценивается время, за которое приближающаяся льдина достигнет крайней в скопившемся и остановившемся перед опорой ледяным полем

,                                                              (3.55)

Далее системное время модели увеличивается на dt, число льдин в системе увеличивается на единицу l(t) полагается равным l₀ и цикл повторяется. Если l(t)=0, то в систему дополнительных льдин не поступает, в противном случае число льдин увеличивается на единицу.

Расчет продолжается до тех пор, пока время расчета t станет равным времени расчетной ситуации t_ki.

Предложенная методика определения ледовой нагрузки ориентирована на прогноз разрушения конструкции в процессе эксплуатации. Т.к. нагрузки даже незначительной величины, воздействующие на сооружения, вызывают локальные повреждения, которые, накапливаясь, могут привести к усталостному разрушению конструкции. Поэтому полученные результаты могут быть использованы для расчета ледостойких платформ на постепенный отказ.

3.2. План эксперимента.

Эксперимент занимает одно из первых мест среди способов получения информации о внутренних взаимосвязях явлений в природе и технике. Основой теории эксперимента является математическая статистика, которая применима для анализа эксперимента в тех случаях, когда его результаты могут рассматриваться как случайные величины или случайные процессы, как в нашем случае.

По структуре эксперименты делятся на натурные, модельные и модельно-кибернетические (машинные). В данном случае натурные и модельные эксперименты выполнить не представляется возможности, поэтому работа основана на модельно-кибернетическом (машинном) эксперименте, где соответствующие характеристики изучаемого объекта вычисляются с помощью моделирующего алгоритма на ЭВМ. Данный вид эксперимента отличается универсальностью и имеет широкую область применения.