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 Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Даже умеренный, но регулярный недосып может влиять на массу тела без каких-либо особых изменений в рационе. Авторы нового исследования выяснили, какой именно прибавки в весе можно ожидать.
Международная команда ученых выяснила, что иногда взаимное вылизывание у кошек укрепляет социальные связи, но может служить и демонстрацией превосходства — способом давления или попыткой вытеснить более слабого соседа с удобного места. Открытие позволит по-новому взглянуть на социальную жизнь этих питомцев.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Израильские биологи научили родственника табака самостоятельно вырабатывать пять психоделических веществ, которые в природе происходят из трех царств: растений, грибов и животных. Для этого ученые впервые расшифровали природный путь выработки ДМТ, а затем перенесли нужные гены в один организм.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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