Membekukan! Model baru untuk melindungi kapal dari pertambahan es
Engineering

Membekukan! Model baru untuk melindungi kapal dari pertambahan es


Energies (2021). DOI: 10.3390 / en14041020″ width=”550″ height=”303″/>
Energi (2021). DOI: 10.3390 / en14041020

Para peneliti dari Skoltech (Rusia) dan rekan mereka dari SINTEF (Norwegia) telah mengembangkan model matematika tetesan air beku yang bergerak di udara dingin. Model ini adalah bagian dari proyek penelitian Rusia-Norwegia bersama yang didukung RFBR. Proyek ini difokuskan pada prediksi pertambahan es di kapal dan struktur lepas pantai lainnya yang beroperasi di iklim Arktik, yang dapat mengganggu fungsinya dan membahayakan awak kapal dan kargo. Makalah itu diterbitkan di jurnal Energi.

Kapal melakukan perjalanan di perairan utara yang dingin di bawah pemboman terus-menerus oleh tetesan air kecil yang mengisi udara dingin. Tetesan tersebut terlontar ke udara sebagai dampak gelombang laut di lambung kapal atau permukaan lainnya. Saat mencapai substruktur kapal, tetesan semi beku ini dapat memantul atau menempel. Kemungkinan tetesan menempel ke dinding tergantung pada keadaan beku mereka, yaitu, tetesan yang benar-benar beku memantul begitu saja, sementara yang lain mengarah ke skenario yang berbeda. Jika terlalu banyak yang menempel, struktur tersebut menumpuk es, yang dapat mengancam stabilitasnya dan menyebabkan erosi permukaan. Ada beberapa model yang menjelaskan proses ini untuk pesawat dan saluran listrik, namun sejauh ini, belum ada alat simulasi yang secara akurat menggambarkan pertambahan es di laut dan tidak memerlukan banyak sumber daya komputasi.

Proses pertambahan es terdiri dari beberapa tahapan penting. Pertama, tetesan yang dihasilkan dari tumbukan gelombang laut dengan berbagai ukuran dan kecepatan. Kemudian, mereka terbang menuju kapal dalam bentuk awan semburan laut, sedangkan sebaran Ukuran tetesan, lokasi dan kecepatan di awan tidak diketahui. Akhirnya, pada benturan dengan permukaan, tetesan berkontribusi pada pertambahan es dengan efisiensi tertentu. Beberapa tetesan tidak menambah lapisan es, sementara yang lain menjadi bagian darinya. proses hampir tidak dipelajari dan mengandung banyak parameter yang tidak diketahui, yang membuat simulasi numerik menjadi sulit. Di Skoltech, kami mengembangkan beberapa pengaturan eksperimental khusus untuk mendapatkan parameter yang tidak diketahui di laboratorium dan di laut. Hasil eksperimen kami menjadi bagian dari model es yang kompleks proses akresi. Kami juga berkontribusi dengan model dari beberapa subproses lapisan gula, “kata ilmuwan peneliti senior Svyatoslav Chugunov, salah satu penulis makalah.

Iskander Akhatov, profesor dan direktur Skoltech Center for Design, Manufacturing and Material, profesor Dmitry Eskin, lulusan MSc Doston Shayunusov dan Svyatoslav Chugunov membangun model pendinginan tetesan, pemadatan parsial, dan interaksi lebih lanjutnya dengan permukaan dinding padat.

Model terdiri dari dua bagian: bagian pertama mensimulasikan pembekuan parsial tetesan setelah meninggalkan cairan inti, dan bagian kedua mensimulasikan interaksi antara tetesan dan dinding padat. Penulis makalah mencatat bahwa model baru ini sederhana dan hanya cocok untuk analisis perkiraan, tetapi mereka bermaksud untuk memasukkannya ke dalam alat simulasi 3D yang lebih kompleks.

“Pekerjaan ini sedang dalam tahap aktif sekarang. Kami sedang menyusun pengaturan eksperimental untuk mengukur distribusi lokasi dan ukuran tetesan di awan semprotan laut dari kapal. Kami akan melakukan upaya tambahan untuk mengukur kecepatan tetesan saat menjalankan eksperimen utama. Studi ini ada dalam rencana kerja kami untuk tahun 2021, “kata Dr. Chugunov.

Setelah proyek selesai, para ilmuwan berharap mendapatkan kode numerik open-source untuk simulasi realistis dampak gelombang pada kapal, untuk mensimulasikan propagasi tetesan air laut di udara dingin dan pengendapannya ke permukaan kapal.

“Alat numerik ini dapat diterapkan pada berbagai jenis struktur laut yang ada dan yang akan datang untuk memprediksi pertambahan es di bawah berbagai kondisi iklim. Untuk struktur yang ada, rencana mitigasi risiko peristiwa pertambahan es dapat ditingkatkan. Untuk perkembangan prospektif, bentuk dan lokasi komponen kapal dapat diubah untuk mengurangi efek pembentukan es pada fungsi kapal, “catat Chugunov.


Studi laboratorium tentang dinamika tetesan memajukan pencetakan 3-D


Informasi lebih lanjut:
Doston Shayunusov dkk. Pemodelan Pembekuan dan Tabrakan Tetesan Air dengan Permukaan Padat, Energi (2021). DOI: 10.3390 / en14041020

Disediakan oleh Institut Sains dan Teknologi Skolkovo

Kutipan: Membekukan! Model baru untuk melindungi kapal dari pertambahan es (2021, 26 April) diambil 26 April 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-04-ships-ice-accretion.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HKG