Ученые МФТИ разработали модель, предсказывающую поведение льда при контакте с судами

Команда ученых из Московского физико-технического института разработала уникальную физико-математическую модель, которая может значительно сократить расходы на натурные испытания, а также спрогнозировать риски аварий, создавая более надежные ледоколы для Арктики. Эти результаты опубликованы в журнале Lobachevskii Journal of Mathematics.

Разработанная модель обеспечивает четкое предсказание механизмов, по которым лед ломается при столкновении с корпусом судна. При моделировании данного процесса используются сложные компьютерные вычисления, основанные на методах конечных и дискретных элементов. Однако предыдущие модели не могли учесть многообразие поведения льда – как его хрупкость, так и его способность медленно деформироваться под давлением. Это недостаток приводил к необходимости завышения прочностных характеристик в проектах и взимал дорогостоящие испытания.

Новая модель учитывает все стадии взаимодействия судна и льда в его различных состояниях, используя математическую модель Прандтля—Рейсса и метод Гарелкина для решения уравнений. Проведенные валидации модели подтвердили ее эффективность на примере ударного взаимодействия и медленного продавливания льда. Ученые планируют расширить модель, Integrando влияние температуры и солености, что сделает ее еще более точной.