В МФТИ повысили безопасность нефтедобычи и судоходства в Арктике
Коллектив российских ученых разработал новый способ численного моделирования ледовых торосов, айсбергов и стамухов в Арктике, который позволяет определить их структуру на основе ультразвукового сканирования толстых слоев льда. Их первоочередной задачей было описать криволинейные полости, заполненные полостью и водой, чтобы получить проектных оценки ледовых нагрузок на инженерные сооружения.
Работа опубликована в российском научном журнале «Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии».
Согласно последним исследованиям, взаимодействие нефтедобывающих сооружений и судоходства в арктических регионах с ледяными образованиями, известными как торосы, приобретает особую важность. Эти ледяные гребни, образующиеся в результате сжатия ледяного покрова, могут значительно влиять на безопасность эксплуатации. Чтобы оценить ледовые нагрузки на инженерные структуры, необходим морфометрический анализ характеристик торосов. Проведенные исследования подчеркивают значимость радиолокационных подходов для изучения нижней части торосов, а также важность статистических данных, полученных в разных регионах, таких как Баренцево море и море Бофорта.
Научные работы, проведенные в ледовом лагере Барнео и других регионах, предоставили ценные данные о структуре и силах, действующих на торосы. Исследования показали, что надводная часть тороса, известная как «парус», и подводная часть, называемая «килем», имеют различные характеристики, которые необходимо учитывать для разработки проектных оценок ледовых нагрузок на сооружения.
Среди ключевых находок — использование технологий гидролокации, которые позволили провести детальный морфометрический анализ нижней части торосов. Эти подходы обеспечили сбор обширных статистических данных об осадке льда и глубине киля на пяти участках Баренцева моря, а также в море Бофорта. Результаты анализа позволили выдвинуть гипотезы о форме килей и их возможном воздействии на морские структуры.
Новая работа ученых МФТИ, акцентирующая внимание на численном моделировании распространения волнового сигнала в торосах, демонстрирует инновационный подход к решению этой задачи. Используя сеточно-характеристический метод на структурированных и химерных расчетных сетках, исследователи проанализировали отклики от полостей, заполненных воздухом и водой. Их результаты дают возможность прогнозировать толщину ледяных образований и глубину их осадки.
На расчетных областях размером 16 на 16 метров получены результаты полноволнового моделирования, позволяющего учитывать различные параметры среды, такие как соленость и температура.
Исследование открывает новые возможности для точного анализа взаимодействия ультразвуковых волн с ледяными образованиями. Например, первоначальный импульс переотражается от поры, вводя в расчет сложные системы переотражений, что дает более полное представление о структуре тороса.
Полученные алгоритмы и модели могут быть эффективно использованы для анализа и прогнозирования ультразвуковых сигналов, что, в свою очередь, позволяет определить важные морфометрические параметры торосов.
«В наши дни ведется активное исследование арктического региона с целью добычи различных полезных ископаемых и использования Северного морского пути для доставки товаров. Поэтому изучение воздействия ледовых образований на оффшорные конструкции продолжает оставаться актуальной тематикой. В нашей научной группе есть цикл статей на эту тему. В частности, недавние исследования сосредоточились на торосах — ледяных гребнях, формирующихся в результате сжатия ледяного покрова.
Многометровые торосы могут представлять серьезную угрозу, поэтому понимание их морфометрии и нагрузки на инженерные конструкции необходимо для предотвращения аварий и недоразумений в условиях жесткого арктического климата, — пояснила Алена Фаворская, ведущий научный сотрудник лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ. — Таким образом, эти исследования не только обогащают наше понимание ледяных процессов, но и укрепляют безопасность в арктических акваториях путем разработки надежных методов оценки воздействия льда на нефтедобывающие сооружения и морские пути».
(опубликовано при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» № 075-15-2024-571)
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно