| 16. |
Аннотация |
Представленный проект посвящен разработке численных методов и параллельных вычислительных алгоритмов для решения задач исследования механических и прочностных свойств льда и ледовых образований с помощью численных расчетов и сопоставления их с результатами экспериментальных исследований. Рассматриваемый круг задач является важным, так как значительная часть территории Российской Федерации находится в зоне Арктики, и эта территория богата месторождениями различных полезных ископаемых, в том числе углеводородов. Кроме того, по северным морям проходит северный морской путь, движение по которому реализуется с помощью ледоколов и судов ледового класса, корпуса которых находятся в контакте с ледовыми полями и торосами. В шельфовой зоне находятся ледостойкие платформы, подверженные силовому воздействию ледовых полей, заторашиванию, затрудняющему подходы танкерам, судам ледового класса. По этим причинам проблемы взаимодействия ледоколов, танкеров, судов ледового класса, ледостойких платформ, береговых сооружений с крупными ледовыми образованиями представляют большой практический интерес для индустриального освоения Арктической зоны. При изучении и разведке данной территории приходится иметь дело с различными ледовыми образованиями, такими как, ледовые пласты, торосы, айсберги и пр. Использование численного моделирования позволит существенно оптимизировать различные инженерные задачи. Основными направлениями в данном проекте являются: изучение свойств льда, построение (корректировка) реологических моделей; ультразвуковое исследование ледового покрытия; исследование разрушения различных ледовых образований и устойчивости к ним; акустическое обнаружение подледных технических объектов и косяков рыб; задачи сейсморазведки в зонах c ледовыми пластами и прочими ледовыми образованиями, а так же в зонах промерзшего грунта, в том числе многолетней мерзлоты. Так же планируется решение обратных задач с использование методов искусственного интеллекта для сейсморазведки в зонах с ледовыми образованиями и пластами многолетней мерзлоты.
Ультразвуковые исследования ледовых образований (в первую очередь, торосов) представляет фундаментальный и прикладной научный интерес, так как позволяют строить более сложные модели торосов с целью последующего расчета их прочности, и оценке опасности соударения с оффшорными объектами. Для решения обратных задач ультразвукового исследования торосов необходимо разрабатывать соответствующие численные методы для решения прямых задач, что и будет одним из направлений проекта.
Сейсморазведка территорий с наличием льда и различных ледовых конструкций является еще одной важной задачей, так же как и сейсморазведка в зонах многолетней мерзлоты. Ледовые образования, такие как ледяные поля, айсберги, торосы являются препятствием на пути получения информации о подледных и подводных залежах углеводородов, так как вносят существенный вклад в сейсмограммы. В Арктической зоне Российской Федерации находятся огромные залежи углеводородов. Однако, проведение сейсморазведки на данной территории имеет свои трудности, в частности, различные ледовые конструкции (айсберги, торосы, ледяные поля) вносят существенный вклад в сейсмограммы в виде многочисленных переотраженных волн. Если рассматривать ледяные поля, то волны в них распространяются вдоль всей поверхности. Размеры подводной части айсбергов и торосов могут достигать 30-50 м, что достаточно много для мелководных морей Севера. Это приводит к дополнительному вкладу отраженных волн от данных ледовых конструкций в сейсмограммы. Все ледовые конструкции (айсберги, торосы, ледовые поля, торосы, вмороженные в ледяные поля) необходимо учитывать при постановке задач сейсморазведки и дальнейшей интерпретации сейсмограмм, полученных в реальных условиях.
В ледяном покрове преобладают нелинейные процессы при контактном разрушении льда. Они играют немаловажную роль, например, вблизи ложа ледников. Это обуславливает актуальность их изучения, разработки новых моделей и методов для их компьютерного моделирования. Кроме того, задачи разрушения льда возникают при оценке безопасности ледовых конструкций, например, опор станций. Воздействие на них ледового поля может приводить к их повреждениям и созданию аварийных ситуаций. |