«Proceedings of Gubkin University»

CALCULATION OF POWER ACTION OF WAVE ON SUPPORT DEVICES OF MARINE STRUCTURES

UDC: 519.6:532.5
DOI: 10.33285/2073-9028-2019-1(294)-145-157

Authors:

¹ Don State Technical University (DSTU), 1, pl. Gagarin, Rostov-on-Don, 344000, Russian Federation
² Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), 65, Leninskiy prospect, Moscow, 119991, Russian Federation

Keywords: waves, shallow water, surface structures, support devices, power action

Annotation:

The work is devoted to the development of a mathematical model of wave processes with respect for the hydrodynamic effect on supporting devices of various marine structures in the presence of surface waves in particular on support devices designed for operation at a depth of up to 40 meters. A full-scale experiment was conducted to measure various parameters of wave propagation in shallow water. On the basis of the experimental data, the values of the spectrum of the function of elevating the water level were obtained. A two-dimensional model of wave hydrodynamic processes describing the behavior of an aquatic environment near marine structures was developed. On the basis of the constructed algorithms, a set of programs was designed to simulate the propagation of wave hydrodynamic processes. The constructed program complex allows to specify the shape and intensity of the oscillation source, the geometry of the above-water object. On the basis of the developed software complex, the force influence of waves on structures with a support on the bottom of the reservoir was calculated.

Bibliography:

1. Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Алексеенко Е.В. Численная реализация трехмерной модели гидродинамики для мелководных водоемов на супервычислительной системе//Математическое моделирование. — 2011. — Т. 23. — № 3. — С. 3-21.
2. Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Параллельная реализация трехмерной модели гидродинамики мелководных водоемов на супервычислительной системе//Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. — 2012. — Т. 13. — С. 290-297.
3. Роуч П. Вычислительная гидродинамика. — М.: Мир, 1980. — 618 с.
4. Фоменко Н.А. Математическое моделирование гидродинамических воздействий на конструкции при наличии поверхностных волн в мелководных водоемах. Дисс. канд. физ.-мат. наук. — Таганрог, 2012. — 156 с.
5. Чистяков А.Е., Хачунц Д.С., Тимофеева Е.Ф., Фоменко Н.А., Кузнецова И.Н. Программная реализация дискретной математической модели расчета прибрежных волновых процессов на основе регулятивных по Б.Н. Четверушкину явных схем на вычислительных системах с массовым параллелизмом//Фундаментальные исследования. — 2015. — № 12-3. — С. 540-544.
6. Сухинов А.И., Чистяков А.Е., Фоменко Н.А. Методика построения разностных схем для задачи диффузии-конвекции-реакции, учитывающих степень заполненности контрольных ячеек//Известия ЮФУ. Технические науки. — 2013. — № 4. — С. 87-96.
7. Белоцерковский О.М., Гущин В.А., Щенников В.В. Метод расщепления в применении к решению задач динамики вязкой несжимаемой жидкости//Вычислительная математика и математическая физика, 15:1. — 1975. — С. 197-207.
8. Самарский А.А. Теория разностных схем. — М.: Наука, 1989. — 656 с.
9. Самарский А.А., Николаев Е.С. Методы решения сеточных уравнений. — М.: Наука, 1978. — 592 с.
10. Сухинов А.И., Чистяков А.Е. Адаптивный модифицированный попеременно-треугольный итерационный метод для решения сеточных уравнений с несамосопряженным оператором// Математическое моделирование. — 2012. — Т. 24. — № 1. — С. 3-20.
11. Никитина А.В., Чистяков А.Е., Фоменко Н.А. Применение адаптивного модифицированного попеременно-треугольного итерационного метода для численной реализации двумерной математической модели движения водной среды//Инженерный вестник Дона. — 2012. — Т. 20. — № 2. — С. 335-339.