Комплекс приборов для исследования трансформации, ударов и разрушений поверхностных волн на наклонном дне тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Шоларь Станислав Александрович

• Шоларь Станислав Александрович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Шоларь Станислав Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УДАРНЫХ НАГРУЗОК ПРИ РАЗРУШЕНИИ ВОЛН В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ

1.1 Общие сведения о разрушении волн в береговой зоне

1.2 Трансформация волн при их взаимодействии с берегом

1.3 Методика расчета изменения параметров волны под влиянием наклонного дна

1.4 Пример расчета волновых нагрузок с учетом изменения рельефа морского дна

Выводы по Главе

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ВОЛН

2.1 Выбор типа датчика для измерения нагрузок от удара волн

2.2 Датчик ударного волнового давления на базе пьезоэлектрического элемента

2.3 Приборы для проведения экспериментов

2.4 Градуировка измерительных систем

2.5 Метод аналитического и не разрушающего контроля волновых нагрузок

Выводы по Главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

3.1 Программа для предварительной обработки и записи данных

3.2 Расчет профиля волны в пакете Ма1:ЬаЬ

Выводы по Главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРИ РАЗРУШЕНИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОЛН В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ

4.1 Экспериментальные исследования в опытовом бассейне

4.2 Численные эксперименты оценки волновых нагрузок для Азово-Черномороского бассейна и Севастопольской бухты

4.3 Исследование эффективности защиты берегов системой понтонов

Выводы по Главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Патент на изобретение

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Акт о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс в ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Акт о внедрении результатов диссертационной работы в АО «ЦКБ «Коралл»

ПРИЛОЖЕНИЕ Д - Акт о внедрении результатов диссертационной работы в ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплекс приборов для исследования трансформации, ударов и разрушений поверхностных волн на наклонном дне»

Актуальность темы.

Выход на новый эффективный уровень экономической деятельности России непосредственно связан со строительством новых и реконструкцией существующих морских гидротехнических и океанотехнических сооружений (портовые сооружения, морские месторождения углеводородов на мелководных участках шельфа и др.). Современные конструкции морских гидротехнических сооружений должны обеспечивать круглогодичную безопасную и бесперебойную работу.

Успешное проектирование морских прибрежных сооружений зависит от точных и достоверных знаний о нагрузках от ударов волн в предполагаемом месте их базирования. Соответственно эти знания являются основополагающим фактором для выбора строительных материалов и архитектурно-конструктивного типа сооружения (форма корпуса, способ размещения и крепления на побережье). От правильности выбора материалов и типа конструкции зависит безопасность сооружения, его долговечность, что, в свою очередь, приводит к оптимизации затрат на строительство с последующим их обслуживанием.

Учитывая экономическую и социальную значимость прочности прибрежных технических сооружений, новые методы контроля ударных нагрузок от разрушающихся в береговой зоне волн с верификацией основных результатов на основе лабораторных экспериментов не теряют своей актуальности и крайне необходимы для повышения качества проектирования таких систем. В частности, важно разрабатывать новые высокоточные приборные комплексы для проведения таких исследований.

В связи с частым проявлением штормовой активности и значительными экономическими потерями, связанными с кораблекрушениями, разрушениями береговой линии и технических построек, проводятся многочисленные исследования, направленные на изучение выхода волн на мелководье для оценки

ударных волн еще на начальных этапах строительства морских сооружений, расположенных на мелководных и в прибрежных участках моря.

Нагрузки от ударных волн на морские сооружения являются одним из основополагающих факторов при выборе их конструктивных типов с учетом природно-климатических условий конкретного района строительства. Точность расчета ударных волновых нагрузок позволит оптимизировать стоимость проектируемых сооружений и обеспечить их безопасность, как в период строительства, так и эксплуатации.

Исследование поведения волн на мелководье напрямую связаны с морской доктриной РФ, в части освоения энергетических ресурсов континентального шельфа.

Проведение таких исследований, в частности разработка и проектирование морской техники для добычи полезных ископаемых в прибрежной зоне является одним из приоритетных направления Стратегии развития ОАО «ОСК» на период до 2030 года.

Приоритетное направление Госпрограммы РФ по развитию судостроения на 2013 - 2030 гг. является создание конкурентоспособных высокоэкономичных судов и плавсредств гражданского назначения для морского, речного, рыбопромыслового флота и отраслей, осуществляющих добычу минеральных, биологических и энергетических ресурсов Мирового океана и континентального шельфа. Для их создания необходимы полные сведения о волновых нагрузках для предполагаемого места базирования.

В дорожной карте Маринет, говориться о том, что одним из основных ожидаемых социальных эффектов от реализации «дорожной карты» является повышение стандартов качества жизни населения за счет превращения Мирового океана и его береговой черты в комфортную и безопасную среду обитания человека. Что, безусловно, невозможно выполнить без должной оценки волновых воздействий на береговую среду.

Однако, несмотря на большое количество разработанных теоретических моделей и расчетов, а также проведенных экспериментальных исследований,

проблема остается недостаточно изученной, что свидетельствует о необходимости дальнейших работ в данном направлении.

Учитывая экономическую и социальную значимость прочности прибрежных технических сооружений, новые методы контроля ударных волновых нагрузок с верификацией основных результатов на основе лабораторных экспериментов не теряют своей актуальности и крайне необходимы для повышения качества проектирования таких систем.

Степень разработанности. Общей теоретической базой для решения указанных задач могут служить работы отечественных и иностранных ученных в области гидродинамики и теории проектирования гидротехнических сооружений. Исследовательские работы отечественных и зарубежных ученых по проблемам трансформации, ударов и разрушений морских волн на мелководье охватывают период с 40-х годов прошлого столетия. Работы, посвященные математическому моделированию, выполнены такими исследователями как Аббасов И.Б. [119], Божич П.К. [74], Диденкулова И.И. [12, 114], Доусон Т.[13], Душко В. Р. [31, 78, 117], Куркин А.А. [113], Кушнир В.М. [21-26, 31], Пелиновский Е.Н. [8, 14, 34, 35, 36], Шулейкин В.В. [47, 48], Song C. [104]. Обзорные работы и работы, посвященные проектированию гидротехнических сооружений, выполнены Клюйковым Е.Ю. [80], Красножононом Г.Ф. [109], Халфиным И.Ш. [88]. Приборное обеспечение для проведения экспериментальных исследований разрушения морских волн на мелководье рассмотрено в работах Катлине Коблева А.Х. [118], Кантаржи И.Г. [115], Куркин А.А. [120].

В доступных для ознакомления литературных источниках были представлены различные модели и схемы контроля и расчета ударных волновых нагрузок, образующихся при выходе волны в береговую зону. При этом описанные модели и схемы расчетов волновых нагрузок во многих случаях дают значительно различающиеся результаты при одинаковых исходных данных, что свидетельствует о недостаточной изученности явлений, связанных с трансформацией поверхностной волны на наклонном дне и ее разрушения с

образованием ударной нагрузки, и о целесообразности проведения дальнейших исследований в данной области. При этом вопросы разработки специализированного приборного комплекса для контроля параметров разрушающихся волн проработаны в недостаточной степени, в доступных литературных источниках акцент сделан преимущественно на математическое моделирование и теоретическое описание данных процессов.

Связь диссертации с научными программами, планами, темами: Цель и задачи работы соответствуют государственным программам: «Энергетическая стратегия России в период до 2035 года», «Стратегия развития морской деятельности Российской Федерации до 2030 года» и «Морская доктрина Российской Федерации».

Диссертационная работа включает в себя результаты исследований, полученных при выполнении госбюджетных научно-исследовательских работ (НИР) и грантов:

- «Экстремальные ветро-волновые нагрузки на океанотехнические системы, их взаимосвязь с рисками техногенных и экологических катастроф», номер государственной регистрации 115041610029, задание №2014/702 на выполнение государственных работ по проекту № 3864 в сфере научной деятельности в рамках базовой части государственного задания Минобрнауки России, где соискатель принимал участие как исполнитель.

- «Нелинейная динамика океанотехнических установок на шельфе Азово-Черноморского бассейна», номер государственной регистрации 0113Ш01254, шифр «Шельф», где соискатель принимал участие как исполнитель.

- «Фундаментальное исследование задач нелинейной динамики поверхностных волн и их воздействия на океанотехнические установки в прибрежной зоне Азово-Черноморского бассейна», грант РФФИ № 14-4101556/14, где соискатель принимал участие как исполнитель.

Цель работы: Разработка с учетом имеющихся теоретических данных и результатов экспериментальных исследований комплекса приборов для контроля и исследования волновых нагрузок, воздействующих на морские гидротехнические и океанотехнические сооружения, расположенные в зоне разрушения волны, дающего возможность одновременно измерять силу удара при разрушении волн, производить фото фиксацию и измерение параметров волны перед разрушением с последующей записью с частотой записи не менее 50 измерений в секунду.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Научное обоснование методов контроля наката волн на пологий откос.

2. Разработка технических средств для проведения исследований по накату волн на пологий откос и методики контроля ударных волновых нагрузок, образующихся при разрушении волн в береговой зоне.

3. Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения процессов обработки информативных сигналов и представление результатов в приборах и средствах контроля.

4. Экспериментальные исследования по накату волн на пологий откос.

Научная новизна. В итоге проведенных в работе исследований был получен ряд новых научных результатов:

1. Впервые разработана методика оценки ударных нагрузок, образующихся при разрушении поверхностных волн, в прибрежной зоне моря, отличающаяся от существующих методов тем, что учитывает профиль дна.

2. Впервые разработан метод контроля штормовых волн при их выходе на малые глубины и измерения ударных нагрузок при разрушении таких волн, отличающийся от аналогов тем, что данный метод дает возможность одновременно измерять силу удара при разрушении волны о берег, производить его фото фиксацию и измерение параметров волны перед разрушением.

3. Впервые разработан аппаратно-программный комплекс цифровой измерительной аппаратуры для проведения исследований воздействия ударных нагрузок при разрушении поверхностных волн, отличающийся от аналогов тем, что данный комплекс дает возможность одновременно измерять силу удара при разрушении волны о берег, производить его фото фиксацию и измерять параметры волны перед разрушением.

4. Разработан новый высокочувствительный малогабаритный пьезоэлектрический датчик давления, отличающийся простотой конструкции и надежностью.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая и практическая значимость работы заключается в глубокой проработке и анализе существующих моделей трансформации поверхностных волн (изменение параметров волн под влиянием берега) в прибрежной зоне моря и формировании на их основе единой методики для расчета ударных нагрузок, образующихся при их разрушении в береговой зоне. Данную методику можно использовать при проектировании берегозащитных и гидротехнических сооружений, расположенных в зоне разрушения волн, для определения нагрузок на такие сооружения. От нагрузок, соответственно, зависит выбор материала корпуса и его архитектурно-конструктивный тип (форма корпуса, способ размещения и крепления на побережье).

Разработанный приборный комплекс для контроля и исследования трансформации, ударов и разрушений поверхностных волн на наклонном дне может быть использован для проведения натурных и лабораторных экспериментов по оценке эффективности берегозащитных сооружений и проверке теоретических моделей.

Результаты практического внедрения положений диссертации используются в экспериментальных исследованиях, проводимых в опытовом бассейне ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет». В частности, разработанный в ходе выполнения работы приборный комплекс был внедрен в

опытовом бассейне и использован при проведении экспериментальных исследований эффективности сложной заякоренной системы, составленной из отдельных понтонов. Для волн, которые оказывали наибольшее ударное воздействие на берег, в случае применения системы из 32 понтонов, ударные усилия уменьшались на 55%, а в случае применения 16 понтонов - всего на 17%. Также было выявлено, что шестигранная форма понтонов гасит волны на 35% лучше, чем круглая.

Методология и методы исследования. Поставленные в диссертации задачи и проведенные исследования были решены с использованием нелинейных уравнений гидродинамики, при этом были использованы приближенные аналитические и численные методы. Для расчета и моделирования волновых процессов были использованы современные методы вычислительной математики, методы программирования и моделирования в среде ЫайаЬ и графический язык программирования «LabView».

Положения, выносимые на защиту: 1. Методика оценки ударных нагрузок, образующихся при разрушении поверхностных волн в прибрежной зоне моря, учитывающая профиль дна. 2. Метод контроля штормовых волн при их выходе на малые глубины и измерения ударных нагрузок при разрушении таких волн, отличающийся от аналогов тем, что данный метод дает возможность одновременно измерять силу удара при разрушении волны о наклонное дно, производить его фото фиксацию и измерять параметры волны перед разрушением. 3. Комплекс цифровой измерительной аппаратуры для проведения исследований воздействия ударных нагрузок при разрушении поверхностных волн. 4. Алгоритм и программные средства для записи данных с комплекса измерительной аппаратуры на компьютер и их первичной обработки, позволяющие получать экспресс данные о характеристике волн (длина, высота, период) и силе их удара. 5. Конструкция пьезоэлектрического датчика давления для измерения силы удара волн при их разрушении в береговой зоне.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием действующих нормативных и рекомендательных документов, применением апробированных методов исследования, а также сопоставлением результатов, полученных расчетным путем, с экспериментальными данными, полученными в опытовом бассейне.

Основные теоретические положения и научные результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях и семинарах: 27th DAAAM International Symposium "I ntelligent Manufacturing & Automation: The ory, Practi ce & Educ ati o n ' ' 2016 (Мостар, Босния и Герцеговина 2016); IV Всероссийской научной конференции молодых ученых: Информационные системы и технологии: материалы (Севастополь, 22-26 апреля 2019 г.); XXV Международной научно-технической конференции: Комплексные исследования Мирового океана (Нижний Новгород, 19 апреля 2019 г.); XIV и XV международной научно-технической конференции «Современные методы и средства океанологических исследований» (Москва, 2015 и 2017 гг.); XV Международной молодежной научно-техн. конф «Будущее технической науки» (Нижний Новгород, 2016); IV Международной научной конференции «Морская техника и технологии, безопасность морской индустрии» (Калининград, 2016 г); Региональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы проектирования, постройки и эксплуатации морских судов и сооружений» (Севастополь, 2016 г.); Международной научно-технической конференции «Системы контроля окружающей среды - 2016» (Севастополь, 2016 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Интеллектуальные системы, управление и мехатроника - 2016» (Севастополь, 2016 г.); Международной научно-технической конференции «Системы контроля окружающей среды - 2015» (Севастополь, 2015 г.), Межвузовской научно-технической конференции «Совершенствование проектирования и эксплуатации морских судов и сооружений - 2015»

(Севастополь, 2015 г.); Межвузовской научно-технической конференции «Морские технологии - 2014» (Севастополь, 2014г.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 22 печатные работы, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 статьи - в журналах, входящих в базу данных Sc opus и Web of Science, 1 монография (Изд-во LAP Lambert Academic Publishing), 1 патент, 1 авторское свидетельство на ЭВМ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы из 120 наименований. Общий объем диссертации составляет 114 страниц машинописного текста, включая 44 иллюстрации и 3 таблицы.

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА РАСЧЕТА УД АРНЫХ НАГРУЗОК ПРИ РАЗРУШЕНИИ ВОЛН В БЕРЕГОВОЙ ЗОНЕ

1.1 Общие сведения о разрушении волн в береговой зоне

Штормовые волны, формирующиеся в открытом море, переносят значительную энергию в береговую зону. При подходе к берегу такие волны трансформируются из-за взаимодействия с морским дном. Это взаимодействие проявляется в уменьшении длины волны и скорости движения ее подошвы, а также в увеличении высоты. В результате формируется гидродинамически неустойчивый гребень, который разрушается вблизи береговой линии с высвобождением волновой энергии и формированием больших ударных нагрузок. Сила удара разбивающихся штормовых волн весьма значительна. Об этом свидетельствуют многочисленные факты разрушения морских берегов, разбитые набережные, массивные волноломы и прибрежные строения, выброшенные на берег большие валуны и суда. Известны многочисленные случаи катастрофических разрушений от таких воздействий [83]. Так по описанию в [83], на побережье Шотландии волнами был разбит и передвинут сцементированный каменный блок массой 1350 т. Через 5 лет был снесен восстановленный на этом

л

месте пирс массой 2600 т; давление от ударов прибоя здесь достигало 29 тс/м . На побережье Орегона крыша маяка на высоте 28 м над уровнем моря была разрушена обломком камня массой 60 кг, который забросило сюда прибоем. Волны большой высоты (5-6 м в Ялте и до 8 м в п. Кацивели при длине до 175 м) наблюдались в Крыму во время шторма зимой 1931 г. Этот шторм причинил много разрушений, в море были сброшены бетонные массивы массой 30-40 т, разбита на куски скала Монах. Во время шторма зимой 1969 г. в Пицунде волнами были выбиты огромные гранитные массивы парапета и настила набережной. Изучения подобных явлений имеет особую значимость. Это было продемонстрировано на уровне событий, связанных с жестокими штормами 10-11

ноября 2007 г. [24]. В этот период в Керченском проливе из-за сильного шторма затонули сухогрузы «Вольногорск», «Нахичевань», «Ковель», «Хачь Измаил». Танкер «Волгонефть-139» раскололся на две части, и в море попало около 1300 т мазута и 6800 т серы. Всего сигналы SOS передали 20 судов [24, 33]. Например, штормовые явления в Азово-Черноморском бассейне в осенний, зимний и весенний периоды происходят относительно часто, а экстремальные параметры ветра и поверхностных волн типа шторма 10-11 ноября 2007 г. наблюдаются каждые несколько лет.

Так, на Рисунке 1.1, в качестве иллюстрации, показаны разбивающиеся волны в Севастопольской бухте во время шторма 11 ноября 2007 г., и в результате их воздействия была разбита каменная набережная и находящиеся вблизи берега многочисленные строения [24, 33].

Рисунок 1.1 - Волны в Севастопольской бухте.

Рассматривая акваторию Азово-Черноморского бассейна, можно отметить, что основные объекты добычи углеводородов находятся на северо-западном шельфе Черного моря и в некоторых прибрежных районах западного и южного

берегов Крыма [110]. Их положение показано на Рисунке 1.2. Из рисунка видно, что большинство из этих объектов находятся на небольшой глубине.

Рисунок 1.2 - Положение основных океанотехнических объектов добычи углеводородов в Азово-Черноморском бассейне.

Для надежной и долгосрочной эксплуатации этих объектов необходимы оценки параметров экстремальных воздействий от штормовых поверхностных волн при их выходе в ближнюю прибрежную зону, т.е. на глубины, где на профиль волны начинает оказывать влияние морское дно. Здесь поверхностные волны, пришедшие из открытого моря, теряют свою устойчивость, образуются гребни и происходит их разрушение. Это сопровождается значительными ударными нагрузками. Известны примеры, когда под действием этих нагрузок ломались массивные железобетонные волноломы, на берега выбрасывало большие валуны, разрушались покрытия набережных, разрушались гидротехнические и океанотехнические сооружения, расположенные непосредственно возле берега.

В ноябре 1992 г. в Черном море разыгрался катастрофический шторм. Скорость ветра в открытом море составляла 45-47 м/с. Основной удар стихии пришелся на Южный берег Крыма, где наблюдались волны до 20 м высотой. В результате шторма погибло несколько судов, разрушен ряд береговых сооружений. Вторая, недостроенная секция Океанографической платформы [111] была повалена на первую, в результате чего та получила крен около 5 градусов на северо-восточный борт. С рабочей палубы было смыто все научное оборудование [111]. Последствия шторма на примере Океанографичекой платформы, расположенной в Голубой бухте поселка Кацивели, можно видеть на Рисунке 1.3.

В настоящее время ежегодно происходит до 420 аварий на морских буровых платформах, причем по статистике примерно 40% из них связано с действием жестоких штормов. Для иллюстрации на Рисунке 1.4 показаны последствия штормового воздействия на одну из буровых платформ в Мексиканском заливе в 2002 г. В 2005 г. в этом же районе Мирового океана штормовые волны были причиной аварий на 58 буровых платформах, причем 30 платформ были утеряны безвозвратно [79].

Рисунок 1.3 - Океанографическая платформа до и после шторма

Рисунок 1.4 - Последствия воздействия штормовых волн и ветра на буровую платформу в Мексиканском заливе в 2002 г.

Другим важным фактором, связанным с действием морских волн в ближней прибрежной зоне, является размыв и повреждение береговой зоны. Характерный пример такой береговой зоны показан на Рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 - Размыв береговой зоны морскими волнами

В момент удара волны происходят сложные гидродинамические процессы, которые способствуют вымыванию грунта под основанием железобетонных плит, применяемых для укрепления береговой зоны. В результате, после нескольких штормов плиты вначале получают неравномерную осадку, затем разрушаются. В качестве рассмотренного в работе [9] примера было показано, что необратимые абразионные процессы, происходящие на Одесском побережье, приводят к разрушению береговых склонов. Так, на участке Большого Фонтана длиной 10 км с 1969 г. по 1980 г. минимальный снос в море осадочного материала только с

Л -5

клифов составил 102000 м /год (1977 г.), а максимальный 727600 м /год (1973 г.).

Размыв берега в районах, где наблюдаются оползневые явления, влечет за собой их активизацию, распространяя разрушение побережья на большие пространства вглубь материка. Основным фактором разрушения морских береговых склонов и гидротехнических берегоукрепительных сооружений являются штормовые волны.

Расчет параметров трансформации и разрушения поверхностных волн на наклонном дне вблизи береговой линии относится к числу ключевых проблем сохранения морских берегов, пляжей, набережных, волноломов, эстакад, причалов и других прибрежных сооружений.

Указанная проблема в последние годы стала особенно актуальной, например, для Азовского моря, так как в последние десятилетия его берега интенсивно разрушаются, главным образом, из-за действия штормовых волн. Резко активизировалась абразия, широкое развитие получили обвалы и осыпи. Многолетние наблюдения за геоморфологическими изменениями побережья, выполненные Южным научным центром РАН и Южным федеральным университетом, убедительно указывают на необходимость выявления зон повышенного риска абразионных процессов и неотложной разработки соответствующих берегозащитных мероприятий. Для решения этой проблемы, прежде всего, необходимы данные о величинах динамической нагрузки, формирующейся при разрушении волн в береговой зоне.

Вместе с тем, необходимо отметить, что рассматриваемая проблема изучена в настоящее время недостаточно, что подтверждается многочисленными фактами катастрофического воздействия штормовых волн на прибрежные зоны, повреждение набережных и прибрежных построек, аварии судов.

1.2 Трансформация волн при их взаимодействии с берегом

Проблема трансформации волн на мелководье в целом не является новой, и ее анализ выполнен во многих публикациях. Так, еще в середине 20 века в работе Шулейкина В.В. [47] были рассмотрены трансформации поверхностных волн, распространяющихся на мелководье, особенностью которых является формирование второй гармоники волновых колебаний уровня моря, с периодом вдвое меньше периода основной волны. В такой волне происходит непрерывное нарастание амплитуды второй гармоники при движении волны вдоль наклонного дна. Как только амплитуда обертона станет примерно равной амплитуде основной волны, она разрушается, причем, как показано, к берегу подходят исключительно двухмерные волны после полного разрушения трехмерных волн. Условие разрушения таких волн записывается следующим образом:

§хск

4ЛС/ ~ 4ЛИСК ~ '

где а - амплитуда начальной волны, X - ее длина, С = \[^И - скорость распространения волны на глубине И, g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения, хС7?, Иск расстояние от береговой линии и глубина разрушения волны. Так как НСд / хск = tgр, уклон дна, то критическая длина волны X зависит от этой величины следующим образом: Лск= 1,5ка^0^р)'1. Для показанного на рисунке 1.6 примера, при уклоне дна 10°, критическая длина разрушающейся

волны X «26 м. Если высота волны равна 6м, длина 40 м, период 6с, то расстояние хск, на котором происходит разрушение волны, равно примерно 6,4 м, время разрушения - порядка 1 с, что не противоречит наблюдениям. Схематически этот процесс показан на Рисунке 1.6.

м

/\3 / /> I

С '"л / / \ / \ / г / \\ / » / 1 А / / \ / *ч / / / / / / / / \\

' V ' / \ / \ / ч/ /2 \ \\ \\ / / / / / / / / к / ' V

* у \\ 1«

1 1

О 4 8 12

Г, С

Рисунок 1.6 - Трансформация волны на наклонном дне: 1. Исходная волна с периодом 5 с., длиной 40 м, 2. Вторая гармоника, 3. Результирующая волна, крутизна которой резко увеличивается в сравнении с исходной волной

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шоларь Станислав Александрович, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алешков, Ю.З. Трансформация поверхностных волн в жидкости при медленно изменяющейся глубине / Ю.З. Алешков // Актуальные проблемы механики сплошных сред. - 1980. - № 13. - С.39-43.

2. Алешков, Ю.З. Нелинейная теория трансформации и рефракции поверхностных волн / Ю.З. Алешков // Вопросы механики и процессов управления. - 1989. - № 12. - C. 34-38.

3. Алешков, Ю.З. Математическое моделирование физических процессов / Ю.З. Алешков. - СПб.: СПбГУ, 2001. - 264 с.

4. Арсеньев, С.А. О нелинейном взаимодействии длинных волн на мелкой воде / С.А. Арсеньев, А.Ю. Губарь, Н.К. Шелковников // Вестник Московского университета. - 1991. - Т. 32. — № 2. — С. 62-67.

5. Боуден, К. Физическая океанография прибрежных вод / К. Боуден. - М.: Мир, 1988. - 324 с.

6. Бэтчелор, Д.К. Введение в динамику жидкости / Д.К. Бэтчелор. - М.: Мир, 1976. - 793 с.

7. Виноградова, М.Б. Теория волн / М.Б. Виноградова, О.В. Руденко, А.П. Сухоруков. - М.: Наука, 1979. - 384 с.

8. Вольцингер, Н.Е. Длинноволновая динамика прибрежной зоны / Н.Е. Вольцингер, К.А. Клеванный, Е.Н. Пелиновский. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. -272 с.

9. Гришин, В.А. Защита склонов от волнового воздействия / В.А. Гришин, А.В. Гришин // Гидротехнические сооружения. - 2008. — № 1. — С. 81-96.

10. Давидан, И.Н. Ветровое волнение в Мировом океане / И.Н. Давидан, Л.И. Лопатухин, В.А. Рожков. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 256 с.

11. Дебольский, В.К. Динамика русловых потоков и литодинамика прибрежной зоны моря / В.К. Дебольский. - М.: Наука, 1994. - 303 с.

12. Диденкулова, И.И. Крутизна и спектр нелинейно деформируемой волны на мелководье / И.И. Диденкулова, Н. Заибо, А.А. Куркин [и др.] // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2006. - Т. 42. — № 6. — С. 832-842.

13. Доусон, Т. Проектирование сооружений морского шельфа / Т. Доусон. - Л.: Судостроение, 1986. - 286 с.

14. Железняк, М.К. Физико-математические модели наката цунами на берег / М.К. Железняк, E.H. Пелиновский // Накат цунами на берег: Сб. науч. тр. -Горький: ИПФ АН СССР, 1985. - С. 8-34.

15. Зейтунян, Р.Х. Нелинейные длинные волны на поверхности воды и солитоны / Р.Х. Зейтунян // Успехи физических наук. - 1995. - Т. 165. — № 12. — С. 1403-1456.

16. Инфельд, Э. Нелинейные волны, солитоны и хаос / Э. Инфельд, Д. Роуландс. - М.: Физ-матлит, 2006. - 480 с.

17. Кудрявая, К.И. Морские гидрологические прогнозы: Учебное пособие / К.И. Кудрявая, Е.И. Сериков, Л.И. Скриптунова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1974. - 310 с.

18. Кузнецов, С.Ю. Волнение, турбулентность и процессы переноса взвешенных наносов в береговой зоне моря: дис. ... д-ра физ.-мат. наук: 25.00.28 / Кузнецов Сергей Юрьевич. - М., 2009. - 309 с.

19. Кузнецов, С.Ю. Сапрыкина Я.В. Экспериментальные исследования эволюции групп волн в береговой зоне моря / С.Ю. Кузнецов, Я.В. Сапрыкина // Океанология. - 2002. - Т. 42. — № 3. — С. 56-63.

20. Куликовский, А.Г. Распространение нелинейных волн над полу бесконечными подводными впадинами и хребтами / А.Г. Куликовский, В.А. Реутов // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. - 1980. — № 2. — C. 53-61.

21. Кушнир, В.М. Цифровая система для исследований океанотехнических систем в волновых бассейнах / В.М. Кушнир, В.Р. Душко, И.Н. Морева [и др.] // Вестник Одесского национального морского университета. - 2012. — № 34. — C. 50-65.

22. Кушнир, В.М. Воздействие нелинейных поверхностных волн на морской терминал пирамидальной формы / В.М. Кушнир, В.Р. Душко // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2013. — № 9. — С. 52-58.

23. Кушнир, В.М. Воздействие поверхностных гравитационных волн на прибрежные океанотехнические сооружения / В.М. Кушнир, В.Р. Душко, В.А. Крамарь / Восточно-европейский журнал передовых технологий. — 2013. — № 6 (5). — С. 36-41.

24. Кушнир, В.М. Реакция Азово-Черноморского бассейна на интенсивный циклон 10-11 ноября 2007 г. по спутниковым данным / В.М. Кушнир, С.В. Федоров, Л.А. Петренко / Морские испытания. — 2008. — № 1. — С. 62-71.

25. Кушнир, В.М. Ударные нагрузки при разрушении поверхностных гравитационных волн в прибрежной зоне моря / В.М. Кушнир, С.А. Шоларь // Морские технологии. Материалы межвузовской конференции (Севастополь, СевНТУ, 24-26 сентября 2014 г.). - Севастополь: СевНТУ, 2014. - С.19-23.

26. Кушнир, В.М. Экспериментальные исследования динамических нагрузок при разрушении поверхностных волн на наклонном дне / В.М. Кушнир, С.А. Шоларь, В.Р. Душко // Приборы и техника эксперимента. — 2016. — № 3. — С. 123-129.

27. Лайтхилл, Д. Волны в жидкостях / Д. Лайтхилл. - М.: Мир, 1981. - 598 с.

28. Ландау, Л.Д. Гидродинамика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. - М.: Наука, 1986. - 736 с.

29. Левин, Б.В. Носов М.А. Физика цунами и родственных явлений в океане / Б.В. Левин, М.А. Носов. - М.: Янус-К, 2005. - 360 с.

30. Леонтьев, И.О. Прибрежная динамика: волны, течения, потоки наносов / И.О. Леонтьев. - М.: Геос, 2001. - 272 с.

31. Ле Блон, П. Волны в океане / П. Ле Блон, Л. Майсек. - М.: Мир, 1981. - 480 с.

32. Ляпидевский, В.Ю. Математические модели распространения длинных волн в неоднородной жидкости / В.Ю. Ляпидевский, В.М. Тешуков. - Новосибирск: СО РАН, 2000. - 420 с.

33. Матишов, Г.Г. Условия и последствия аварий судов в Керченском проливе во время шторма 11 ноября 2007 г. / Г.Г. Матишов, Р.М. Савицький, Ю.И. Ижебейкин // Вестник Юного научного центра РАН. — 2008. - Т. 4. — № 3. — C. 54-63.

34. Пелиновский, Е.Н. Нелинейная динамика волн цунами / Е.Н. Пелиновский.

- Горький: ИПФ АН СССР, 1982. - 226 с.

35. Пелиновский, Е.Н. Гидродинамика волн цунами / Е.Н. Пелиновский. - Н. Новгород: ИПФ РАН, 1996. - 276 с.

36. Пелиновский, Е.Н. Трансформация сильно нелинейной поверхностной волны в мелководном бассейне / Е.Н. Пелиновский, А.А. Родин // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2012. - Т. 48. — № 3. — C. 383-390.

37. Румянцев, Б.Н. О неустановившихся движениях тяжелой жидкости у наклонного берега / Б.Н. Румянцев // Прикладная математика и механика. - 1960.

- Т. 24. — № 3. — C. 554-557.

38. Сапрыкина, Я.В. Пространственно-временная изменчивость амплитудно-фазовой структуры штормовых волн в береговой зоне моря / Я.В. Сапрыкина, С. Ю. Кузнецов, Ж. Чернева [и др.]. // Океанология. - 2009. - Т. 49. — № 2. — C. 198-208.

39. Секерж-Зенькович, Я.И. К трехмерной задаче о стоячих волнах конечной амплитуды на поверхности тяжелой жидкости / Я.И. Секерж-Зенькович // ДАН СССР. - 1952. - Т. 86. — № 1. — C. 35-38.

40. Смирнов, А.А. Изменение высоты и длины волны на пологих откосах / А.А. Смирнов // Волновые исследования. - 1962. — № 1. — C. 37-60.

41. Смирнов, А.А. Глубина обрушения волны на пологих откосах / А.А. Смирнов // Волновые исследования. - 1962. — № 1. — C. 177-184.

42. Сретенский, Л.Н. Периодические волны, создаваемые источником, находящимся над наклонным дном / Л.Н. Сретенский // ДАН СССР. - 1963. - Т. 151. — № 5. — C. 1050-1052.

43. Стокер, Д. Волны на воде / Д. Стокер. - М.: Иноиздат, 1959. - 618 с.

44. Уизем, Д. Линейные и нелинейные волны / Д. Уизем. - М.: Мир, 1977. - 622 с.

45. Филлипс, О.М. Динамика верхнего слоя океана / О.М. Филлипс. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 319 с.

46. Шерменева, М.А. Расчет наката волн на пологий откос / М.А. Шерменева, И.В. Шуган // Письма в ЖТФ. - 2006. - Т. 32. — № 2. — C. 33-38.

47. Шулейкин, В.В. Физика моря / В.В. Шулейкин. - М.: АН СССР, 1953. - 989 с.

48. Шулейкин, В.В. Физика моря / В.В. Шулейкин. - М.: Наука, 1968. - 1061 с.

49. Banner, M.L. Wave Breaking in Deep Water / M.L. Banner, D.H. Peregrine // Annual Review of Fluid Mechanics. - 1993. - Vol. 25. — № 1. — P. 373-397.

50. Caputo, J.-G. Bore formation, evolution and disintegration into solitons in shallow inhomogeneous channels / J.-G. Caputo, Y.A. Stepanyants // Nonlinear Processes in Geophysics. - 2003. - Vol. 25. — № 4/5. — P. 407-424.

51. Carrier, G.F. Water waves of finite amplitude on a sloping beach / G.F. Carrier, H.P. Greenspan / Journal of Fluid Mechanics. - 1958. - Vol. 4. — № 1. — P. 97-109.

52. Carrier, G.F. Tsunami run-up and draw-down on a plane beach / G.F. Carrier, T.T. Wu, H. Yeh // Journal of Fluid Mechanics. - 2003. - Vol. 475. — P. 79-99.

53. El, G.A. Evolution of solitary waves and undular bores in shallow-water flows over a gradual slope with bottom friction / G.A. El, R.H. Grimshaw, A.M. Kamchatnov // Journal of Fluid. - 2007. - Vol. 585. - P. 213-244.

54. Goda, Y. Breaking wave heights on horizontal bed affected by approach slope / Y. Goda, K. Morinobu // Coastal Engineering Journal. - 1998. - Vol. 40. - № 4. - P. 307-326.

55. Ludu, A. Nonlinear waves and solitons on contours and closed surfaces / A. Ludu. - Berlin: Springer, 2007. - 475 pp.

56. Madsen, P.A. Run-up of tsunamis and long waves in terms of surf-similarity / P.A. Madsen, D.R. Fuhrman // Coastal Engineering. - 2008. - Vol. 55. - № 3. - P. 209223.

57. Pedersen, G. Run-up of solitary waves / G. Pedersen, B. Gjevik // Journal of Fluid Mechanics. - 1983. - Vol. 135. - № 1. - P. 283-299.

58. Peregrine, D.H. Long waves on a beach / D.H. Peregrine // Journal of Fluid Mechanics. - 1967. - Vol. 27. - № 4. - P. 815-827.

59. Peregrine, D.H. Interaction of Water Waves and Currents / D.H. Peregrine // Advances in applied mechanics. - 1976. - Vol. 16. - P. 9-117.

60. Philips, O.M. The Dynamics of the Upper Ocean / O.M. Philips. - Cambridge: Univ. Press., 1966. - 344 pp.

61. Raubenneimer, B. Field observations of wave-driven seldown and setup / B. Raubenneimer, R.T. Guza, S. Elgar // J. Geophys. Res. - 2001. - Vol. 106. - Iss. C3. -P. 4629-4638.

62. Rose au, M. Co ntribution á 1 a théo rie des ondes 1 iquides de gravité en pro fondeur variable / M. Roseau // Publ. Sci. Tech. Du Ministere de 1'Air. - 1952. - № 275. - P. 19-27.

63. Synolakis, C.E. The runup of solitary waves / Synolakis C.E. // Journal of Fluid Mechanics. - 1987. - Vol. 185. - № 1. - P. 523-545.

64. Synolakis, C.E. The anomalous behavior of the runup of cnoidal waves / C.E. Synolakis, M.K. Deb, J.E. Skjelbreia // Physics of Fluids. - 1988. - Vol. 31. - № 1. - P. 3-5.

65. Tadepalli, S. The Run-Up of N-Waves on Sloping Beaches / S. Tadepalli, C.E. Synolakis // Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 1994. - Vol. 445. - № 1923. - P. 99-112.

66. Yeh, H.H. Long-Wave Runup Models / H.H. Yeh, C. Synolakis. - Singapore: World Scientific Publishing Co Pte Ltd, 1996. - 500 pp.

67. Zou, Q. Vertical structure of surface gravity waves propagating over a sloping seabed: Theory and field measurements / Q. Zou, A.E. Hay, A.J. Bowen // Journal of Geophysical Research. - 2003. - Vol. 108. - № C8. - P. 3265-3280.

68. СНиП 2.06.04-82 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М.: Стройиздат, 1983. - 106 с.

69. SWAN Technical documentation / SWAN. - Delft: Delft Univ. of Tech., 2006. -88 pp.

70. СП 38.13330.2018 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) . - М.: Минстрой России, 2012. - 128 с.

71. Косьян, Р.Д. Динамические процессы береговой зоны моря / Р.Д. Косьян, И.С. Подымова, Н.В. Пыхова. - М.: Научный мир, 2003. - 320 c.

72. Grimshaw, R.H. Nonlinear waves in fluids: Recent advances and modern applications / Grimshaw R.H. - Udine: SpringerWienNewYork, 2005. - 196 pp.

73. Pelinovsky, E.N. Exact analytical solutions of nonlinear problems of tsunami wave run-up on slopes with different profiles / E.N. Pelinovsky, R.K. Mazova // Natural Hazards. - 1992. - Vol. 6. - № 3. - P. 227-249.

74. Божич, П.К. Морское волнение и его действие на сооружения и берега / П.К. Божич, Н.Н. Джунковский. - М.: Минстрой СССР, 1949. - 333 c.

75. Бреббиа К., Уокер С. Динамика морских сооружений / К. Бреббиа, С. Уокер. - Л.: Судостроение, 1983. - 232 c.

76. Греков, А.Н. Автоматизированный гидродинамический волнограф / А.Н. Греков, Н.А. Греков, А.С. Строганов // Системы контроля окружающей среды. -2004. - № 7. - С. 52-58.

77. Джамаль, С.В. Волногашение плавучим островом СОБЕРЕНГО / С.В. Джамаль, Д.Ю. Несин // Пути решения проблемы сохранения и восстановления пляжей крымского полуострова: материалы научно-практической конференции (Севастополь, МГИ, 16 - 18 сентября 2015 г.). - Севастополь: МГИ, 2015. - С. 4278. Душко, В.Р. Трансформация морских волн на наклонном дне / В.Р. Душко, О.А. Иванова, В.А. Крамарь, С.А. Шоларь [и др.] // IV Международный балтийский морской форум: материалы форума (Калининград, КГТУ, 22 - 28 мая 2016 г.). - Калининград: КГТУ, 2016. - С. 165-171.

79. Иванов, В.А. Оценки состояния морской среды в районах нефтегазодобычи Украины / В.А. Иванов, В.М. Кушнир, Е.Е. Совга // Геология и полезные ископаемые мирового океана. - 2011. - № 3. - C. 92-105.

80. Клюйков, Е.Ю. Инженерная океанология: Учебное пособие / Е.Ю. Клюйков. - СПб.: РГГМУ, 1999. - 294 с.

81. Коняев, К.В. Спектральный анализ случайных океанологических полей / К.В. Коняев. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981. - 208 с.

82. Кушнир, В.М. Волновые воздействия на ледостойкую буровую платформу пирамидальной формы / В.М. Кушнир, Ю.Г. Жемойдо, С.В. Железняк // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - 2002. - № 6. - C. 188-203.

83. Кушнир, В.М., Иванова О.А., Шоларь С.А. Трансформация, удары и разрушение морских волн в прибрежной зоне / В.М. Кушнир, О.А. Иванова, С.А. Шоларь. - Саарбрюккен: LAP L ambert Academic Publishing, 2015. - 72 с.

84. Кушнир, В.М. Экспериментальные исследования динамических нагрузок при разрушении поверхностных волн на наклонном дне / В.М. Кушнир, С.А. Шоларь // Современные методы и средства океанологических исследований: материалы XIV Международной научно-технической конференции (Москва, ИО РАН, 19 - 21 мая 2015 г.). - М.: ИО РАН, 2015. - С. 137-141.

85. Кушнир, В.М. Характеристики динамических нагрузок при разрушении поверхностных волн на наклонном дне / В.М. Кушнир, С.А. Шоларь // Совершенствование проектирования и эксплуатации морских судов и сооружений: сборник докладов межвузовской науч. -техн. конф. (Севастополь, СевГУ, 18 - 20 марта 2015 г.). - Севастополь: СевГУ, 2015. - С. 152-154.

86. Лаппо, Д.Д. Нагрузки и воздействия ветровых волн на гидротехнические сооружения / Д.Д. Лаппо, С.С. Стрекалов, В.К. Завьялов. - Л.: ВНИИГ, 1990. -433 с.

87. Нефедов, В.И. Основы радиоэлектроники / В.И. Нефедов, А.С. Сигов. - М.: Высш. шк., 2000. - 400 с.

88. Халфин, И.Ш. Воздействия волн на морские нефтегазопромысловые сооружения / И.Ш. Халфин. - М.: Недра, 1990. - 312 с.

89. Шоларь, С.А Датчик для измерения ударного волнового давления на базе пьезоэлектрического элемента ЗП-4 / С.А. Шоларь, О.А. Иванова, В.Р. Душко [и

др.] // Системы контроля окружающей среды: тезисы докладов Международного научно-технического семинара (Севастополь, 14-18 декабря 2015 г.). -Севастополь: ИПТС, 2015. - С. 34-35.

90. Шоларь, С.А. Датчик для измерения ударного волнового давления на базе пьезоэлектрического элемента / С.А. Шоларь, О.А. Иванова, В.Р. Душко [и др.] // Системы контроля окружающей среды. - 2016. - № 3 (23). - С. 33-37.

91. Шоларь, С.А. Сравнительный анализ применимости пьезоэлектрических и пьезорезистивных датчиков для измерения ударных волновых нагрузок / С.А. Шоларь // Системы контроля окружающей среды. - 2017. - № 7 (27) . - С. 19-23.

92. Шоларь, С.А. Берегозащита системой понтонов / С.А. Шоларь, В.Р. Душко // Современные методы и средства океанологических исследований. Материалы XV Международной научно-технической конференции (Москва, ИО РАН, 16 - 17 мая 2017 г.). - М.: ИО РАН, 2017. - С. 206-208.

93. Шоларь, С.А. Исследование трансформации волн на наклонном дне опытового бассейна / С.А. Шоларь, В.А. Крамарь // Будущее технической науки: сборник материалов XV Международной молодежной науч.-техн. конф. (Нижний Новгород, НГТУ, 27 мая 2016 г.). - Н. Новгород: НГТУ, 2016. - С. 409-410.

94. Шоларь, С.А. Физическое моделирование выхода волны на мелководье в опытовом бассейне / С.А. Шоларь, В.А. Крамарь // Интеллектуальные системы, управление: материалы Всероссийской науч.-техн. конф. (Севастополь, СевГУ, 19-21 мая 2016 г.). - Севастополь: СевГУ, 2016. - С. 452-453.

95. Шоларь, С.А. Методика измерения ударных нагрузок при разрушении поверхностных гравитационных волн в прибрежной зоне / С.А. Шоларь, В.А. Крамарь, В.Р. Душко // Системы контроля окружающей среды. Тезисы докладов Международной науч.-техн. конф. (Севастополь, 24-27 октября 2016 г.). -Севастополь: ИПТС, 2016. - С. 61-62.

96. Шоларь, С.А. Система понтонов для защиты берегов / С.А. Шоларь, К.В. Перепадя // Совершенствование проектирования и эксплуатации морских судов и сооружений. Сборник докладов XII Студенческой межвузовской науч.-техн.

конф. (Севастополь, 20 - 22 марта 2017 г.). - Севастополь: СевГУ, 2017. - С. 168169.

97. Шоларь, С.А. Сравнение датчиков для измерения ударного волнового давления / С.А. Шоларь, Д.Ю. Терновой, Д.С. Денисова // Актуальные вопросы проектирования, постройки и эксплуатации морских судов и сооружений. Сборник трудов конференции (Севастополь, 16 ноября 2016 г.). - Севастополь: СевГУ, 2017. - С. 218-226.

98. Яицкая, Н.А. Оценка воздействия экстремального ветрового волнения на прибрежные районы азовского моря / Н.А. Яицкая // Устойчивое развитие особо охраняемых природных территорий. - 2016. - № 3. - C. 292-299.

99. Isaacson, M. Correction factors for nonlinear runup and wave forces on a large cylinder / M. Isaacson, K.F. Cheung // Canadian Journal of Civil Engineering. - 1994. -Vol. 21. - № 5. - P. 762-769.

100. Kano gl u, U. Initial Value Problem Solution of Nonlinear Shallow Water-Wave Equat i o ns / U. Kano gl u, C. Syno l akis // Phys i с al Revi e w L ett ers. - 2006. Vol. 97. - № 14. - P. 148501-148504.

101. Kim, S.-Y. Comparative study on pressure sensors for sloshing experiment / S.-Y. Kim, K.-H. Kim, Y. Kim // Ocean Engineering. - 2015. - Vol. 94. - P. 199-212.

102. Miao, G.P. An experimental investigation on wave loading on a platform mat / G.P. Miao, M.W. Yao, C.Y. Zhang // China Ocean. - 1998. - Vol. 12. - № 1. - P. 1122.

103. Skjelbreia, L. Fifth order gravity wave theory / L. Skjelbreia, J. Hendrickson / Coastal Engineering Proceedings. - 1960. - №. 7. - P. 184-196.

104. Song, C. A numerical study of breaking waves / C. Song, A.I. Sirviente // Physics of Fluids. - 2004. - Vol. 16. - № 7. - P. 2649-2667.

105. Tung, C.C. Total wave force on cylinder considering free surface fluctuation / C.C. Tung / Applied Ocean Research. - 1996. - Vol. 18. - № 1. - P. 37-43.

106. Williams, M.S. Non-linear dynamic analysis of offshore jack-up units / M.S. Williams, R.S.G. Thompson, G.T. Houlsby // Computers & Structures. - 1998. - Vol. 69. - № 2. - P. 171-180.

107. Wo 1 fram, J. On al te mat ive appro ac hes to 1 ine ariz ati о n and Mo ri s о n's equat i о n fo r wave forces / J. Wolfram / Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 1999. - Vol. 455. - № 1988. - P. 2957 - 2974.

108. Xianchu, Z. Hydrodynamic interaction between two vertical cylinders in water waves / Z. Xianchu, W. Dongjiao, A. Chwang // Applied Mathematics and Mechanics. - 1997. - Vol. 18. - № 10. - P. 927-940.

109. Красножон, Г.Ф. О выборе расчетных параметров волн при проектировании гидротехнических сооружений / Г.Ф. Красножон, А.Г. Сидорова // Волны и их воздействия на сооружения. Труды координационных совещаний по гидротехнике. - 1969. - № 50. - С. 267-274.

110. Черноморнефтегаз - Карта [Электронный ресурс]. URL: http://gas.crimea.ru/map/23-novosti/69-karta (Последнее обращение: 01.05.2020).

111. Океанографическая платформа [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikip edia.org/wiki/Океанографическая_платформа (Последнее обращение: 01.05.2020).

112. П 74-2000 Рекомендации по проведению натурных наблюдений и исследований креплений откосов грунтовых сооружений и береговых склонов. -СПб.: ВНИИГ, 2000. - 34 с.

113. Куркин, А.А. Нелинейная и нестационарная динамика длинных волн в прибрежной зоне / А.А. Куркин. - Н. Новгород: НГТУ, 2005. - 330 с.

114. Диденкулова, И. И. Моделирование наката длинных волн на плоский откос и анализ реальных событий: дис. ... к. ф.-м. н.: 01.02.05 / Диденкулова Ирина Игоревна. - Н. Новгород, 2006. - 199 c

115. Кантаржи, И.Г. Физическое моделирование воздействия волн цунами на береговые сооружения / И.Г. Кантаржи, А.Н. Акулинин // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. - 2017. - Т. 10. - № 3. - С. 78-90.

116. Михайличенко, С.Ю. Трансформация волн над погруженным баром по данным физического и математического моделирования / С.Ю. Михайличенко,

Е.В. Иванча // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. - 2017. - № 4. - С. 22-29.

117. Кушнир, В.М. Цифровая система для исследований океанотехнических систем в волновых бассейнах / В.М. Кушнир, В.Р. Душко, И.Н. Морева [и др.] // Вестник ОНМУ. - 2012. - № 34 (1). - С. 85-102.

118. Катлине Коблев, А. Х. Гидравлические методы расчета и моделирования морских волн на мелководье сложного профиля: дис. к. т. н.: 05.23.16 / Катлине Коблев Анзор Хулио. - Сочи, 2016. - 165 с

119. Аббасов, И.Б. Исследование и моделирование нелинейных поверхностных гравитационных волн на мелководье / И.Б. Аббасов // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. - 2003. - Т.39. - №4. - С.568-573.

120. Куркин, А.А. Подвижные робототехнические комплексы мониторинга прибрежных зон / А.А. Куркин, Д.Ю. Тюгин, Д.В. Зезюлин [и др.] // Экологические системы и приборы. - 2018. - №8. - С.42-49.

(Обязательное) Патент на изобретение

На Рисунке А.1 представлена скан-копия патента на изобретение.

(Обязательное)

Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

На Рисунке Б. 1 представлена скан-копия свидетельства о регистрации программы

для ЭВМ.

Рисунок Б.1 - Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

(Обязательное)

Акт о внедрении результатов диссертационной работы в учебный процесс в ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

На Рисунке В.1 и В.2 представлены скан-копия акта о внедрении результатов диссертационной работы.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования «СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

УТВЕРЖДАЮ

АКТ

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Шоларя Станислава Александровича в учебный процесс

Комиссия в составе:

председатель Дудников С.Ю. - канд. физ.-мат. наук, директор Института национальной технологической инициативы СевГУ,

члены комиссии: Душко В.Р. - канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой «Инновационное судостроение и технологии освоения шельфа»; Родькина A.B., канд. техн. наук, доцент кафедры «Инновационное судостроение и технологии освоения шельфа»,

составила настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы «Комплекс приборов для исследования трансформации, ударов и разрушений поверхностных волн на наклонном дне», представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук, являются актуальными и использованы в организации учебного процесса кафедры «Инновационное судостроение и технологии освоения шельфа» Севастопольского государственного университета в части «методики оценки ударных нагрузок, образующихся при разрушении поверхностных волн в прибрежной зоне моря, учитывающей профиль дна» при чтении лекционного курса по дисциплине «Проектирование шельфовых

сооружений» для магистров 1 курса направления 26.04.02 - «Кораблестроение, океанотехника, системотехника объектов морской инфраструктуры».

Использование результатов диссертационной работы Шоларь С.А. позволило повысить научный уровень и расширить научно-методическое обеспечение указанных курсов, углубить и конкретизировать знания и навыки по вопросам расчета волновых нагрузок, образующихся при разрушении поверхностных волн в прибрежной зоне моря, которые являются основополагающим фактором для выбора строительных материалов и архитектурно-конструктивного типа сооружения (форма корпуса, способ размещения и крепления на побережье).

Результаты диссертационной работы рассмотрены на заседании кафедры «Инновационное судостроение и технологии освоения шельфа», протокол № 9 от 22 января 2021 г.

Председатель комиссии Члены комиссии

/ С.Ю. Дудников / / В.Р. Душко / / А.В. Родькина /

Рисунок В.2 - Акт о внедрении результатов диссертационной работы

(Обязательное)

Акт о внедрении результатов диссертационной работы в АО «ЦКБ «Коралл»

На Рисунке Г.1 представлена скан-копия акта о внедрении результатов диссертационной работы.

о внедрении результатов кандидатской диссертационной работы Шоларъ Станислава Александровича

Настоящим актом подтверждается, что результаты диссертационной работы будут использованы при проектировании гидротехнических и океанотехнических сооружений.

Предлагаемая в работе методика оценки ударных нагрузок, образующихся при разрушении поверхностных гравитационных волн в прибрежной зоне моря будет использована при определении на1рузок от ударов волн в предполагаемом месте размещения прибрежных сооружений. Знания о волновых нагрузках, являются основополагающим фактором для выбора материалов корпуса сооружения и его архитектурно-конструктивного типа (форма корпуса, способ размещения и крепления на побережье). От правильности выбора материалов и типа конструкции зависит безопасность сооружения, его долговечность, от чего в свою очередь зависит стоимость постройки и затрат на эксплуатацию.

Настоящий акт не является основанием для взаимных финансовых расчетов.

АКТ

Ведущий конструктор, канд. техн. наук

Л.Б. Благовидов

(Обязательное)

Акт о внедрении результатов диссертационной работы в ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»

На Рисунке Д.1 и Д.2 представлены скан-копия акта о внедрении результатов диссертационной работы.

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по развитию, научной и инновациэ'^Ш^^тельности

& * М.П.Евстигнеев

внедрения результатов диссертационной^зботъл^^оискание ученой степени кандидата технических наук выполненной Шоларем Станиславом Александровичем

Комиссия в составе: председателя комиссии - директора Дирекции организации научных исследований Чу клина A.A. и членов комиссии: директора Институт национальной технологической инициативы, Дудникова С.Ю., заведующего кафедрой информатики и управления в технических системах Кабанова A.A. составила настоящий акт в том, что результаты диссертационной работы Шоларя С.А. использовались при выполнении научных работ, выполнявшихся в ФГАОУ ВО «Севастопольский государственный университет»:

1. Грант РФФИ № 14-41-01556, 2014г., «Фундаментальное исследование задач нелинейной динамики поверхностных волн и их воздействия на океанотехнических установки в прибрежной зоне Азово-Черноморского бассейна»;

«Экстремальные ветро-волновые нагрузки на океанотехнические системы, их взаимосвязь с рисками техногенных и экологических катастроф». В ходе выполнения работ Шоларь С.А.:

1. Выполнил теоретическое обоснование для построения комплекса для измерения ударных нагрузок при разрушении поверхностных гравитационных волн в прибрежной зоне моря.

2. Разработал и внедрил в исследовательскую деятельность комплекс для измерения ударных нагрузок при разрушении поверхностных гравитационных волн в прибрежной зоне моря.

о

Проект № 3863 госзадания 2015/702 (БЧ), 2015-2016 г.,

3. Провел экспериментальные исследования динамических нагрузок при разрушении поверхностных волн на наклонном дне при помощи разработанного комплекса.

Разработанный комплекс для измерения оформлен как патент на изобретение (Патент на изобретение №2648297 Российская федерация, МПК в01Р 15/08 (2006/01). Комплекс оборудования для измерения ударных волновых нагрузок на наклонное дно в опытовом бассейне / Шоларь С. А., Душко В. Р., Крамарь В. А. / заявитель и патентообладатель Федеральное государственное автономное учреждение высшего образования «Севастопольский государственный университет» - № 2016128655, заявл. 13.07.2016. опубл. 23.03.2018 г., Бюл. № 9.)

ЧЛЕНЫ КОМИССИИ:

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ КОМИССИИ:

Рисунок Д.2 - Акт о внедрении результатов диссертационной работы