- PII
- S3034508125040064-1
- DOI
- 10.7868/S3034508125040064
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 523 / Issue number 1
- Pages
- 30-35
- Abstract
- This work presents the results of a numerical simulation of interaction between various bodies and an ice field. Prandtl–Reuss elastoplastic body model is employed with Mises–Schleicher yield condition, and material destruction is accounted for using maximum main stress and maximum plastic deformation criteria. Discontinuous Galerkin method is used to numerically solve the equations. High-energy impact on ice and slow indentation with a massive body are investigated. Based on the momentum change and the global load exerted on moving body the ice resistance force during ice-breaking process was estimated. Results were obtained for different speeds of stationary advancement through the ice field.
- Keywords
- математическое моделирование разрывный метод Галёркина упругопластичность
- Date of publication
- 16.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 22
References
- 1. Петров И. Проблемы моделирования природных и антропогенных процессов в Арктической зоне Российской Федерации // Матем. моделирование. 2018. Т. 30. № 7. С. 103–136.
- 2. Лобанов В. Моделирование льда в задачах с конечноэлементной постановкой // Дифференциальные уравнения и процессы управления. 2008. № 4. С. 10–29.
- 3. Schwarz J., Weeks W. Engineering properties of sea ice // Journal of Glaciology. 1977. V. 19. № 81. P. 499–531.
- 4. Епифанов В., Лычев С. Периодичность механических свойств льда, возникающая при формировании ледяного поля в условиях стеснения // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2022. Т. 502. № 1. С. 24–30.
- 5. Li F., Huang L. A Review of Computational Simulation Methods for a Ship Advancing in Broken Ice // J. Mar. Sci. Eng. 2022. V. 10. № 2. 165. https://doi.org/10.3390/jmse10020165
- 6. Millan J., Wang J. Ice force modeling for DP control systems // Proceedings of the Dynamic Positioning Conference, October 11–12, 2011.
- 7. Huang L., Tuhkuri J., Igrec B. et al. Ship resistance when operating in floating ice floes: A combined CFD&DEM approach // Marine Structures. 2020. V. 74. 102817. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2020.102817
- 8. Guseva E.K., Golubev V.I., Epifanov V.P., Petrov I.B. Application of Elastoplastic Model to the Simulation of the Low-Speed Impact on an Ice Plate // Mathematical Modeling and Supercomputer Technologies / Eds. D. Balandin, K. Barkalov, I. Meyerov. Cham: Springer, 2024. P. 15–27. https://doi.org/10.1007/978-3-031-52470-7_2
- 9. Radovitzky R., Seagraves A., Tupek M., Noels L. A scalable 3D fracture and fragmentation algorithm based on a hybrid, discontinuous Galerkin, cohesive element method // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 2011. V. 200. № 1. P. 326–344. https://doi.org/10.1016/j.cma.2010.08.014
- 10. Миряха В., Петров И. Моделирование разрывным методом Галёркина воздействия ледяного поля на вертикальную цилиндрическую опору // Матем. моделирование. 2018. Т. 30. № 9. С. 111–134.
- 11. Иванов В., Кондауров В., Петров И., Холодов А. Расчет динамического деформирования и разрушения упругопластических тел сеточно-характеристическими методами // Матем. моделирование. 1990. Т. 2. № 11. С. 10–29.
- 12. Кукуджанов В. Метод расщепления упругопластических уравнений // Изв. РАН. Механика твердого тела. 2004. № 1. С. 98–108.
- 13. Уилкинс М. Расчет упруго-пластических течений // Вычислительные методы в гидродинамике / Ред. Б. Олдер, С. Фернбах и М. Ротенберг; пер. с англ. В.П. Коробейникова, П.И. Чушкина; под. ред. С.С. Григоряна, Ю.Д. Шмыглевского. М.: Мир, 1967. С. 212–264.
- 14. Wilcox L., Stadler G., Burstedde C., Ghattas O. A high-order discontinuous Galerkin method for wave propagation through coupled elastic-acoustic media // J. Comput. Phys. 2010. V. 229. P. 9373–9396. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2010.09.008
- 15. Dumbser M., Kaeser M. An arbitrary high-order discontinuous Galerkin method for elastic waves on unstructured meshes – II. The three-dimensional isotropic case // Geophys. J. Intern. 2006. V. 167. № 1. P. 319–336. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2006.03120.x
