Wind drift, breakdown and pilling up of the ice field fragments

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The article contains mathematical model of the wind drift of the ice field, which allows to estimate the drift speed depending on the wind speed and the size of the ice field, as well as the kinetic energy of the ice field that will be released after it collide with a fixed obstacle, and cause brittle fracture and the formation of fragments that forms piles in front of stationary offshore structures. The basis for the study was the assumption that the effect of wind and water mass on the ice field can be described by methods used in aerodynamics and theory of ship. The model of the process of ice pile formation and the estimation of its dimensions were based on the assumption that all kinetic energy of the ice field is spent on its brittle breakdown, and the formation of the ice fragments pile occurs according to the same laws as in natural accumulations of ice fragments: hummock ridges and stamukhs. The created model and results of computer modelling can be applied for practical assessments and forecast of the dimensions of the ice computer simulation made it possible to relate the size of the pile of ice fragments near stationary platforms and terminals in the Arctic seas and other ice infested seas.

About the authors

V. K. Goncharov

Saint Petersburg State Marine Technical University

Author for correspondence.
Email: vkgonch@mail.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Астафьев В.Н., Сурков Г.А., Трусков П.А. Торосы и стамухи Охотского моря. СПб: Пресс-Погода, 1997. 197 с.
  2. Бушуев А.В., Волков Н.А., Лощилов В.С. Атлас ледовых образований. Л.: Гидрометеоиздат, 1974. 140 с.
  3. Войткунский Я.И. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение, 1988. 288 с.
  4. Гончаров В.К. Ветровой дрейф и разрушение ледового поля // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ). 2022. Вып. 4(4). С. 14–26.
  5. Гончаров В.К., Пяткин В.А. Исследование взаимодействия ледовых полей с неподвижной преградой // Морские интеллектуальные технологии. 2020. Т. 3. № 1. С. 66–71. Doi.org 10.37220/MIT.2020.47.1.039.
  6. Доронин Ю.П. Физика океана. СПб: Изд. РГГМУ, 2000. 340 с.
  7. Доронин Ю.П., Хейсин Д.Е. Морской лед. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. 320 с.
  8. Жуков Л.А. Общая океанология. Л.: Гидрометеоиздат, 1976. 376 с.
  9. Леонтьев О.К., Рычагов Г.И. Общая геоморфология (Учебное пособие) М.: Высшая школа, 1979. 287 с.
  10. Объединенная судостроительная корпорация. Пресс-центр. Новости, 4 марта 2022 г. https://www.aoosk.ru/press-center/news/na-platforme-prirazlomnaya-dobyto-bolee-19-mln-tonn-nefti/.
  11. Фабрикант Н.Я. Аэродинамика. Общий курс. М.: Наука, 1964. 816 с.
  12. Харитонов В.В., Бородкин В.А. Методика исследования стамух // Материалы докладов XIII Общероссийской научно-практической конференции и выставки “Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации”, 2017. С. 216–223.
  13. Хейсин Д.Е., Лихоманов В.А., Курдюмов В.А. Определение удельной энергии разрушения и контактных давлений при ударе твердого тела о лед // Труды ААНИИ. 1975. Т. 326. С. 210–218.
  14. Цуприк В.Г. Теоретические исследования удельной энергии механического разрушения морского льда // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Математика, механика, информатика. 2013. Т. 13. № 2. С. 119–125.
  15. Bridges R., Riska K., Hopkins M., Wei Y. Ice interaction process during ice encroachment // Marine Structures. 2019. V. 67. 102629. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2019.05.007
  16. Dawson T.H. Offshore structural engineering. Leningrad: Sudostroenie. 1986. 288 p.
  17. Dong J., Li Zh., Lu P. et al. Design ice loads for piles subjected to ice impact // Cold Regions Science and Technology. 2012. V. 71. P. 34–43.
  18. Goncharov V.K. Wind drift and breakdown of the ice field // 26th IAHR International Symposium on Ice (IAHR-22). Montreal, Canada. 2022. Paper 79. 11 p.
  19. Goncharov V.K. Wind drift and pile up of the ice field // Journal of Marine Science and Engineering. 2023. V. 11. № 6. 13 p. https://doi.org/10.3390/jmse11061227
  20. Goncharov V.K., Klementieva N. Yu., Li Z. et al. Effective forces on the grounded hummock and piled ice // Proceeding of the 19th International Conference on Port and Ocean Engineering Under Arctic Condition “Recent Development of Offshore Engineering in Cold Regions”, POAC’2007. China. 2007. V. 2. P. 735–746.
  21. Hoyland K.V. Ice ridge characteristics and engineering concerns regarding ice ridges // Cold Region Science and Marine Technology (EOLSS). 2012. V. 1. Chapter 29. 19 p.
  22. Leppäranta M. The drift of Sea Ice. Springer-Berlin, Heidelberg. Germany. 2011. 350 p.
  23. Marchenko A. Modelling of ice piling up near offshore structures // Proceedings of the 20th IAHR International Symposium on Ice. Finland. 2010. 14 p.
  24. Patil A., Sand B., Fransson L., Daiyan H. Constitutive models for sea ice rubble in first year ridges: a literature review // Proceedings of the 21st IAHR International Symposium on Ice. Dalian, China. 2012. P. 623–638.
  25. Peyton H.R. Sea ice strength // Report NNR307–247. Geophysical Institute. University of Alaska. 1966. 273 p.
  26. Sand B., Bonath V., Sudom D., Petrich C. Three year of measurements of the first-year ridges in the Barents Sea and Fram Strait // Proceedings of the International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, POAC’15. Norway. 2015. 11 p. https://www.poac.com/PapersOnline.html732–742
  27. Sudom D., Timco G., Sand B., Fransson L. Analysis of first-year and old ice ridge characteristics // Proceedings of the International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, POAC’2011. Canada. 2011. V. 1. P. 732–742. https://doi.org/10.4224/23004497

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».