Модель воздействия струй судовых движителей на дно и берега

Abstract

Представлена численная трехмерная негидростатическая гидродинамическая модель со свободной поверхностью, разработанная для моделирования устойчивости дна и берегов под действием струй судовых винтовых движителей. В отличие от всех известных моделей, она описывает трехмерные поля скорости генерируемые судовыми движителями, интенсивность и интегральный масштаб турбулентности в заданной расчетной области с произвольным рельефом дна и формой берегов. Модель описывает как ближнюю, так и дальнюю зоны струи за винтом. Рассчитываются меняющиеся во времени и пространстве придонные напряжения трения, вызывающие эрозию дна и повреждающие естественную среду обитания организмов на дне. Результаты расчетов сопоставлены с данными лабораторных экспериментов.

Представлена чисельна трьохвимiрна негiдростатична гiдродинамiчна модель з вiльною поверхнею, яка розроблена для моделювання стiйкостi дна та берегiв пiд дiєю струменiв судових гвинтових рушiїв. На вiдмiну вiд усiх вiдомих моделей, вона описує трьохвимiрнi поля швидкостi, генерованi судовими рушiями, iнтенсивнiсть та iнтегральний масштаб турбулентностi у данiй розрахунковiй областi з довiльним рельєфом дна та формою берегiв. Модель описує як ближню, так i дальню зони струменю за гвинтом. Обраховуються змiннi у часi та просторi придоннi напруги тертя, якi викликають ерозiю дна та пошкоджують природне середовище iснування органiзмiв на днi. Результати розрахункiв спiвставленi з даними лабораторних експериментiв.

The 3D numerical non-hydrostatic free-surface hydrodynamic model is presented that was designed for modelling of bottom and bank stability subjected by ship propeller jets. Unlike all known models it describes three-dimensional fields of velocities generated by ship propellers, turbulence intensity and length scale in the given domain of arbitrary bottom and coastal topography. The model describes as near field in propeller jet as far field. The time and space varying bottom shear stresses that caused bottom erosion and damage for bottom habitat are calculated. The results of simulations are compared with the laboratory experiment.