В феврале 2024 года по результатам экспертизы, в том числе с учётом мнения экспертов, Экспертный совет Российского научного фонда (РНФ) по научным проектам сделал заключение, согласно которому проект АО «ЦНИИМФ» «Разработка вероятностной имитационной модели механического взаимодействия современных судов с ледяным покровом в обеспечение безопасной круглогодичной арктической навигации» «реализован успешно, все заявленные работы выполнены или заменены равнозначными, планируемые показатели эффективности работы по проекту в части обнародования результатов достигнуты».

Указанный проект (https://rscf.ru/project/23-29-00933/), инициированный лабораторией ледокольной техники и ледовых качеств судов АО «ЦНИИМФ», выполнялся в рамках открытого публичного конкурса 2022 года № 78 на получение грантов РНФ по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами». Исследования по проекту проводились в течение 2023 года сформированным в АО «ЦНИИМФ» научным коллективом, включающим сотрудников лаборатории ледокольной техники и ледовых качеств судов и отдела новых типов судов, при этом средний возраст членов научного коллектива составил менее 35 лет. Руководство проектом осуществлял заведующий лабораторией ледокольной техники и ледовых качеств судов Владимир Якимов (индекс Хирша по Scopus – 7). Значительную методологическую поддержку при выполнении проекта в инициативном порядке оказала R&D группа Колледжа инженерных наук и технологий Шанхайского океанического университета под руководством ведущего профессора, признанного в мире учёного в области теории надёжности Олега Гайдая (индекс Хирша по Scopus – 25).

Вероятностная имитационная модель механического взаимодействия современных судов с ледяным покровом разработана на основе междисциплинарного подхода, предусматривающего интеграцию физически обоснованных и практически апробированных решений в области морской ледотехники, ледовой ходкости и ледовой прочности, и объединяет стохастические модели физико-механических характеристик морского льда, достижимой скорости хода судна во льдах и нагрузки от воздействия льда на корпус судна, причём фактор случайности воспроизводится в рамках как внешней динамики, так и внутренней механики.

В ходе выполнения Плана работы получены следующие основные научные результаты:

1. разработана усовершенствованная модель динамического (ударного) взаимодействия корпуса судна с ледяным покровом, учитывающая фактические геометрические характеристики ледяного покрова, действие сил трения в зоне контакта корпуса судна со льдом и податливость борта судна при ударе о кромку льда;

2. разработана имитационная модель для оценки и прогнозирования случайных значений физико-механических характеристик морского льда;

3. разработана имитационная модель для оценки и прогнозирования случайных значений достижимой скорости хода судна во льдах;

4. разработана имитационная модель для оценки и прогнозирования случайных значений нагрузки от воздействия льда на корпус судна;

5. разработан пошаговый алгоритм вероятностного имитационного моделирования механического взаимодействия современных судов с ледяным покровом, приспособленный для практического использования.

В связи с тем, что обеспечение надёжности на всех этапах жизненного цикла представляется особенно актуальным для объектов морской инфраструктуры, эксплуатируемых в неблагоприятных условиях внешних природных воздействий, в том числе в ледовых условиях, дополнительно разработан оригинальный вероятностный пространственно-временной метод оценки надёжности многомерных динамических систем, включающих нелинейные перекрёстные корреляции между компонентами.

Результаты соответствующих исследований по проекту опубликованы в следующих ведущих рецензируемых российских и зарубежных научных изданиях:

1. Якимов, В.В., Глебко, П.Ю., 2023. Вероятностное моделирование распределения ударных импульсов по длине корпуса при движении судна во льдах. Труды Крыловского государственного научного центра 3(405), 89-98 (RSCI, РИНЦ);

2. Yakimov, V., Gaidai, O., Wang, F., Wang, K., 2023. Arctic Naval Launch and Recovery Operations, under Ice Impact Interactions. Applications in Engineering Science 15, 100146 (Scopus);

3. Gaidai, O., Xu, J., Yakimov, V., Wang, F., 2023. Analytical and Computational Modeling for Multi-Degree of Freedom Systems: Estimating the Likelihood of an FOWT Structural Failure. Journal of Marine Science and Engineering 11, 1237 (WoS, Scopus, Q1);

4. Yakimov, V., Gaidai, O., Wang, F., Xu, X., Niu, Y., Wang, K., 2023. Fatigue Assessment for FPSO Hawsers. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering 15, 100540 (WoS, Scopus);

5. Gaidai, O., Yakimov, V., Wang, F., Zhang, F., Balakrishna, R., 2023. Floating Wind Turbines Structural Details Fatigue Life Assessment. Scientific Reports 13, 16312 (WoS, Scopus);

6. Gaidai, O., Yakimov, V., Wang, F., Hu, Q., Storhaug, G., Wang, K., 2023. Lifetime Assessment for Container Vessels. Applied Ocean Research 139, 103708 (WoS, Scopus).

Кроме того, следующие рукописи, содержащие результаты исследований по проекту, находятся на рецензировании:

1. Якимов, В.В., Петров, Е.Г. Вероятностная интерпретация гидродинамической модели удара твёрдого тела о лёд;

2. Nan, M., Yakimov, V., Hu, J., Wang, X., Gaidai, O. An Enhanced Analytical Model for Ship-Ice Collision and Its Application to Simulate in the Time Domain;

3. Yakimov, V., Reutskii, A. Probabilistic Simulation of Ice-Induced Loads Acting on Ship Hull: Fundamentals.

Успешное завершение проекта, выполненного при поддержке РНФ, в очередной раз подтверждает научную компетентность специалистов АО «ЦНИИМФ» и статус института как ведущей научной организации в области морского транспорта.

Пресс-служба АО "ЦНИИМФ" ©