rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваJPLZYTrmrs-130Research ArticleПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙSTRENGTH OF SHIPS AND FLOATING FACILITIESОсобенности проведения экспериментальных исследований воздействия волн цунами на плавучий объект с якорной системой раскрепленияFeatures of experimental research of the tsunami waves impact on a floating object with an anchor systemБеляевН. Д.BelyaevN. D.

Канд. техн. наук, доцент

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29

PhD

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya ul., 29

belyaev_nd@spbstu.ruЛебедевВ. В.LebedevV. V.

Канд. техн. наук

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29

PhD

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya ul., 29

vladimir.v.lebedev@mail.ruНуднерИ. С.NudnerI. S.

Д-р техн. наук, профессор

190005, Санкт-Петербург, 1-я Красноармейская ул., 1

DSc

190005 Russia, St. Petersburg, 1st Krasnoarmeyskaya ul., 1

igor_nudner@mail.ruСеменовК. К.SemenovK. K.

Канд. техн. наук, доцент

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29

PhD

195251, St. Petersburg, Politekhnicheskaya ul., 29

semenov.k.k@gmail.comСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian FederationБалтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. УстиноваРоссияUstinov Baltic State Technical University «VOENMEH»Russian Federation2025250720250798795Copyright © Беляев Н.Д., Лебедев В.В., Нуднер И.С., Семенов К.К., 20252025Беляев Н.Д., Лебедев В.В., Нуднер И.С., Семенов К.К.Belyaev N.D., Lebedev V.V., Nudner I.S., Semenov K.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/130

В статье рассматриваются особенности методики проведения экспериментов по физическому моделированию процесса воздействия длинных волн типа цунами на плавучий объект и анализируются их результаты. При интенсификации транспортировки сжиженного природного газа в страны Азии плавучие заякоренные хранилища будут размещены в бухтах Северного морского пути. Указанный транспортный коридор может подвергаться воздействию волн цунами. Решение задач, связанных с обеспечением безопасной эксплуатации морских объектов при действии различных видов внешних нагрузок в месте их базирования, является весьма актуальным и имеет практическую значимость. В работе были рассмотрены особенности моделирования процесса воздействия волн цунами на гидротехнические объекты и представлено подробное описание экспериментальной установки с анализом ее особенностей. Основное внимание уделено методике проведения экспериментальных работ с использованием датчиков и информационной системы для проведения измерения различных величин. Анализ результатов экспериментов указывает не только на необходимость измерения усилий в связях системы удержания, но и на обязательность определения перемещений плавучего объекта при воздействии на него волны цунами. Сделаны выводы о перспективности использования ультразвуковых датчиков, а также о необходимости учитывать отражения волн от стенок бассейна и проводить мероприятия по устранению или снижению воздействий отраженных от стенок волн на исследуемый объект.

The article examines the features of the methodology for conducting experiments on physical modeling of the process of long tsunami-type waves impact on a floating object and analyzes their results. It is assumed that when transporting liquefied natural gas to Asian countries, such storage facilities will be located in the bays of the Pacific Ocean. The specified transport corridor may be exposed to tsunami waves. Solving problems related to ensuring the safe operation of offshore facilities under the action of various types of external loads at their location is highly relevant and has practical significance. The paper examines the features of modeling the tsunami wave impact on hydraulic structures and presents a detailed description of the experimental setup with an analysis of its features. The main attention is paid to the methodology of conducting experimental works using sensors and an information system for measuring various quantities. Analysis of the experimental results indicates not only the need to measure the forces in the connections of the anchor system, but also the necessity of determining the movements of the floating object when it is exposed to a tsunami wave. Conclusions are drawn about the prospects of using ultrasonic sensors, as well as the need to consider the reflection of waves from the basin walls and take measures to eliminate or reduce the effects of waves reflected from the walls on the object under study.

волна цунамимоделированиеэкспериментальная установкадатчикиплавучее хранилище газаtsunami wavephysical modelingexperimental setupsensorsfloating gas storageReferencesПлан развития Северного морского пути на период до 2035 года. Утвержден распоряжением Правительства Российской Федерации от 1 августа 2022 г. № 2115-р.Plan razvitiya Severnogo morskogo puti na period do 2035 goda [Northern Sea Route development plan for the period up to 2035]. Approved by the Decree of the Government of the Russian Federation dated 1 August 2022 No. 2115-r.СП 292.1325800.2017. Здания и сооружения в цунамиопасных районах / Минстрой России. – М., 2017.SP 292.1325800.2017. Zdaniya i sooruzheniya v tsunamiopasnykh raionakh [Buildings and structures in tsunami-prone areas] / Ministry of Construction of Russia. – Moscow, 2017.Беляев Н.Д. Экспериментальные исследования воздействия волн типа цунами на грунт у оснований морских гравитационных платформ / Н.Д. Беляев, В.В. Лебедев, И.С. Нуднер, А.В. Мишина и др. // Инженерно-строительный журнал. – 2014. – № 6 (50). – С. 4 – 12.Belyaev N.D., Lebedev V.V., Nudner I.S., Mishina A.V. et. al. Experimental study of tsunami-type waves impact on soil at foundations of offshore gravity platforms. Magazine of Civil Engineering. 2014. No. 6 (50). P. 4 – 12. (In Russ.)Гусаров Р.Н. Опыт и задачи физического моделирования волн цунами / Р.Н. Гусаров, И.Г. Кантаржи // ГеоРиск. – 2022. – Т. XVI, № 1. – С. 8 – 19. – DOI 10.25296/1997-8669-2022-16-1-8-19.Gusarov R.N., Kantargi I.G. Experience and tasks of physical modeling of tsunami waves. GeoRisk World. 2022. Vol. XVI, No. 1. P. 8 – 19. DOI 10.25296/1997-8669-2022-16-1-8-19.Гусаров Р.Н. Экспериментальные и аналитические исследования волн цунами, вызванных землетрясениями и оползнями / Р.Н. Гусаров, И.Г. Кантаржи // Гидротехническое строительство. – 2023. – № 10. – С. 48 – 56.Gusarov R.N., Kantargi I.G. Experimental and analytical studies of tsunami waves caused by earthquakes and landslides]. Power Technology and Engineering. 2024. Vol. 57, Issue 6. P. 887 – 895. DOI 10.1007/s10749-024-01753-7.Кантаржи И.Г. Воздействие длинных волн на береговые гидротехнические сооружения / И.Г. Кантаржи, Н.А. Губина, Р.Н. Гусаров // Гидротехническое строительство. – 2021. – № 2. – С. 48 – 52.Kantarzhi I.G., Gubina N.A., Gusarov R.N., Effects of long waves on coastal hydraulic structures. Power Technology and Engineering. 2021. Vol. 55, Issue 2. P. 219 – 222. DOI 10.1007/s10749-021-01343-x.Бабчик Д.В. Экспериментальная оценка нагрузок на плавучий объект от прямого воздействия волн цунами / Д.В. Бабчик, Н.Д. Беляев, В.В. Лебедев, И.С. Нуднер и др. // Гидротехническое строительство. – 2022. – № 8. – С. 15 – 21. – DOI 10.34831/EP.2022.99.38.002.Babchik D.V., Belyaev N.D., Lebedev V.V., Nudner I.S. et al. Experimental estimation of loads on a floating object exerted by the direct impact of tsunami waves. Power Technology and Engineering. 2023. Vol. 55, Issue 5. P. 666 – 671. DOI 10.1007/s10749-023-01571-3.Беляев Н.Д. Экспериментальное определение усилий в якорных связях плавучего объекта при воздействии волн цунами / Н.Д. Беляев, В.В. Лебедев, И.С. Нуднер, К.К. Семенов и др. // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2023. – № 70/71. – С. 128 – 142.Belyaev N.D., Lebedev V.V., Nudner I.S., Semenov K.K. et al. Experimental determination of the forces in the anchor system of a floating object under the impact of tsunami waves. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2023. No. 70/71. P. 128 – 142. (In Russ.)Беляев Н.Д. Необходимость использования экспериментального метода при изучении цунами / Н.Д. Беляев, В.В. Лебедев, И.С. Нуднер, К.К. Семенов и др. // Гидротехническое строительство. – 2024. – № 5. – С. 34 – 40.Belyaev N.D., Lebedev V.V., Nudner I.S., Semenov K.K. et al. Necessity of Using an Experimental Method When Studying Tsunami. Power Technology and Engineering. 2025. Vol. 58, Issue 4. P. 580 – 585. DOI 10.1007/s10749-025-01851-0.Veldman A.E.P. Extreme wave impact on offshore platforms and coastal constructions / A.E.P. Veldman, R. Luppes, T. Bunnik, R.H.M. Huijsmans et al. // Proceedings of the International Conf. on Offshore Mechanics and Arctic Engineering, Rotterdam, The Netherlands, 2011. – P. 365 – 376. DOI 10.1115/OMAE2011-49488.Veldman A.E.P. Extreme wave impact on offshore platforms and coastal constructions / A.E.P. Veldman, R. Luppes, T. Bunnik, R.H.M. Huijsmans et al. Proceedings of the International Conf. on Offshore Mechanics and Arctic Engineering. Rotterdam, The Netherlands, 2011. P. 365 – 376. DOI 10.1115/OMAE2011-49488.Gusev O.I. Numerical investigation of the wave force on a partially immersed rectangular structure: Long waves over a flat bottom / O.I. Gusev, G.S. Khakimzyanov, L.B. Chubarov // Ocean Engineering. – 2021. – Vol. 221. – P. 108540. – DOI 10.1016/j.oceaneng.2020.108540.Gusev O.I., Khakimzyanov G.S., Chubarov L.B. Numerical investigation of the wave force on a partially immersed rectangular structure: Long waves over a flat bottom. Ocean Engineering. 2021. Vol. 221. P. 108540. DOI 10.1016/j.oceaneng.2020.108540.Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений ветровых волн / И.И. Леви. – М., Л.: Госэнергоиздат, 1960. – 210 с.Levi I.I. Modelirovanie gidravlicheskikh yavlenii vetrovykh voln [Modeling of hydraulic phenomena of wind waves]. Moscow; Leningrad: Gosenergoizdat, 1960. 210 p.Лаппо Д.Д. Условия автомодельности в исследованиях волнового движения жидкости / Д.Д. Лаппо, А.М. Жуковец, С.С. Мищенко // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева: сб. науч. тр. – 1979. – Т. 132. – С. 59 – 65.Lappo D.D., Zhukovets A.M., Mishchenko S.S. Usloviya avtomodel'nosti v issledovaniyakh volnovogo dvizheniya zhidkosti. Izvestiya VNIIG im. B.E. Vedeneeva [Proceedings of the Vedeneev VNIIG]. 1979. Т. 132. P. 59 – 65.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.