Ученые с использованием численных методов установили механизм разрушения льда при ударах
16.05.2025
Ученые разработали компьютерную программу для моделирования поведения льда при динамических нагрузках и с его помощью исследовали разрушение конструкций, состоящих из ледяного блока и металлических пластин, сообщает пресс-служба Российского научного фонда.
Оказалось, что механизм разрушения зависит от пористости льда и параметров прилагаемой ударной нагрузки. Так, высокопористый лед разрушается с образованием более крупных фрагментов, в отличие от низкопористого льда, который разбивается на большое число мелких осколков. Полученные результаты могут быть полезны, например, при разрушении ледовых заторов, длина которых на сибирских реках может достигать сотни километров. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале "Механика композиционных материалов и конструкций".
В связи с активным развитием северных территорий, добычей природных ископаемых на Крайнем Севере и борьбой с ледовыми заторами на реках ученые стремятся лучше понять процесс разрушения льда. Так, например, знать о прочностных и механических свойствах льда важно для безопасного судоходства в акватории Северного Ледовитого океана и успешной реализации проекта Северного морского пути. Традиционно свойства льда изучают, проводя в лабораториях эксперименты, приближенные к реальным природным условиям. Однако более простым и дешевым вариантом может служить компьютерное моделирование с использованием численных алгоритмов, описывающих поведение льда в экстремальных условиях — в частности, при ударных и взрывных нагрузках, которые действуют на лед при использовании ледоколов или при разрушении ледовых заторов на крупных реках.
Ученые из Национального исследовательского Томского государственного университета (Томск) разработали численные алгоритмы и импортозамещающий пакет прикладных программ на их основе для моделирования процесса разрушения льда при ударных и взрывных нагрузках.
"Результаты нашей работы могут быть полезны при планировании противопаводковых мероприятий на сибирских реках и озерах, в том числе безопасного разрушения ледовых переправ и уменьшения использования взрывчатого вещества. В дальнейшем мы планируем развить физико-математическую модель, заложенную в основу компьютерного моделирования, и улучшить некоторые алгоритмы расчетов. Для этого будут проведены как лабораторные, так и полномасштабные полевые эксперименты", — рассказывает руководитель проекта Максим Орлов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов Национального исследовательского Томского государственного университета.
Читайте полную версию статьи на сайте Российского научного фонда.
Оказалось, что механизм разрушения зависит от пористости льда и параметров прилагаемой ударной нагрузки. Так, высокопористый лед разрушается с образованием более крупных фрагментов, в отличие от низкопористого льда, который разбивается на большое число мелких осколков. Полученные результаты могут быть полезны, например, при разрушении ледовых заторов, длина которых на сибирских реках может достигать сотни километров. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в журнале "Механика композиционных материалов и конструкций".
В связи с активным развитием северных территорий, добычей природных ископаемых на Крайнем Севере и борьбой с ледовыми заторами на реках ученые стремятся лучше понять процесс разрушения льда. Так, например, знать о прочностных и механических свойствах льда важно для безопасного судоходства в акватории Северного Ледовитого океана и успешной реализации проекта Северного морского пути. Традиционно свойства льда изучают, проводя в лабораториях эксперименты, приближенные к реальным природным условиям. Однако более простым и дешевым вариантом может служить компьютерное моделирование с использованием численных алгоритмов, описывающих поведение льда в экстремальных условиях — в частности, при ударных и взрывных нагрузках, которые действуют на лед при использовании ледоколов или при разрушении ледовых заторов на крупных реках.
Ученые из Национального исследовательского Томского государственного университета (Томск) разработали численные алгоритмы и импортозамещающий пакет прикладных программ на их основе для моделирования процесса разрушения льда при ударных и взрывных нагрузках.
"Результаты нашей работы могут быть полезны при планировании противопаводковых мероприятий на сибирских реках и озерах, в том числе безопасного разрушения ледовых переправ и уменьшения использования взрывчатого вещества. В дальнейшем мы планируем развить физико-математическую модель, заложенную в основу компьютерного моделирования, и улучшить некоторые алгоритмы расчетов. Для этого будут проведены как лабораторные, так и полномасштабные полевые эксперименты", — рассказывает руководитель проекта Максим Орлов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов Национального исследовательского Томского государственного университета.
Читайте полную версию статьи на сайте Российского научного фонда.