ВЗАЄМОДІЯ ПОВЕРХНЕВИХ ГРАВІТАЦІЙНИХ ХВИЛЬ З ПЕРФОРОВАНИМ ЕКРАНОМ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2222-0631.2025.01(8).04Ключові слова:
поверхнева гравітаційна хвиля, циліндрична морська структура, перфорований екран, аналітичне рішення, теорія дифракціїАнотація
У статті розглядається взаємодія поверхневих гравітаційних хвиль з циліндричними морськими структурами в рамках моделі рідини скінченної глибини. Проблема розглядається в потенційній постановці. Досліджено вплив перфорованого екрана як захисного елемента навколо циліндричної конструкції на зменшення силових навантажень на неї та зміну прогину вільної поверхні води. Встановлено залежність дифракції хвилі від перфорації екрана та його положення відносно циліндра. Обговорюються методи дослідження дифракції хвиль та їх застосування до розв’язування задач. На їх основі побудовано аналітичні рішення та проведено розрахунки, які дозволяють дослідити вплив геометричних пропорцій конструкції на поперечну силу, щоб встановити мінімальне та максимальне хвильове навантаження. Встановлено залежність повної потужності розсіювання та діаграми розсіювання від фізико-геометричних параметрів моделі. Показано, що перфорований екран має властивості поглинача хвиль, тобто його можна використовувати як захисний елемент.
Посилання
Koley S., Panduranga K. Energy balance relations for flow through thick porous structures. Int. J. Comp. Meth. Exp. Meas. 2021, Vol. 9, no. 1, pp. 28–37. DOI: 10.2495/CMEM-V9-N1-28-37.
Voskoboinick A., Voskoboinick V., Turick V., Voskoboinyk O., Cherny D., Tereshchenko L. Interaction of group of bridge piers on scour. (in: Hu Z., Petoukhov S., Dychka I., He M. (Eds.). Advances in Computer Science for Engineering and Education III. ICCSEEA 2020.) Advances in Intelligent Systems and Computing, Springer, Cham. – 2021, Vol. 1247, pp. 3–17. DOI: 10.1007/978-3-030-55506-1_1.
Voskoboinick V. A., Gorban I. M., Voskoboinick A. A., Tereshchenko L. N., Voskoboinick A. V. Junction flow around cylinder group on flat plate. (in: Sadovnichiy V. A., Zgurovsky M. Z. (Eds.), Contemporary Approaches and Methods in Fundamental Mathematics and Mechanics). Understanding Complex Systems. Springer, Cham. 2021, pp. 35–50. DOI: 10.1007/978-3-030-50302-4_3.
Diaz-Carrasco P., Molines J., Gomez-Martin M. E., Medina J. R. Neural Network calibration method for VARANS models to simulate wave-coastal structures interaction. Coastal Eng. 2024, Vol. 187, P. 104424–1–13. DOI: 10.1016/j.coastaleng.2023.104443.
Zhai H., Jeng D.-S. Impacts of wave-induced seabed response on local scour around a pipeline: PORO–FSSI–SCOUR–FOAM. Coastal Eng. 2024, Vol. 187, P. 104424–1–27. DOI: 10.1016/j.coastaleng.2023.104424.
Voskoboinick V., Onyshchenko А., Voskoboinyk O., Makarenkova A., Voskobiinyk A. Junction flow about cylindrical group on rigid flat surface. Heliyon. 2022, P. e12595–1–12. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e12595.
Vijay K. G., Neelamani S., AlYousif A. Hydrodynamic analyses of multiple porous plates attached to the front of a vertical composite breakwater. J. Coastal Eng. 2022, Vol. 266, P. 112964–1–19. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.112964.
Voskoboinick V., Khomitsky V., Voskoboinyk O., Tereshchenko L., Voskoboinick A. Wave loads on protective dam of the Marine channel of the Danube-Black sea. Hydro-environ. Res. 2021, Vol. 35, no3, pp. 1–12. DOI: 10.1016/j.jher.2021.01.003.
Onyshchenko A., Kovalchuk V., Voskoboinick V., Voskobiinyk A., Aksonov S., Trudenko D., Hrevtsov S. Establishing patterns of change in the coefficients of reflection, transmission and dissipation of wave energy depending on parameters of a permeable vertical wall. Eastern-European J. Enterprise Technologies. 2024, Vol. 4/5(130), pp. 46–56. DOI: 10.15587/1729-4061-2024.309969.
Brebbia C. A., Walker S. Dynamic analysis of offshore structures. London, Newnes-Buterworths, 1979. 334 p.
Selezov I. T., Krivonos Yu. G. Mathematical methods in the problems of propagation and diffraction of waves. Kyiv, Naukova Dumka, 2012. 242 p.
Selezov I. T., Sydorchuk V. N., Yakovlev V. V. Transformation of waves in the coastal zone of the shelf. Kyiv, Naukova Dumka, 1983. 283 p.
Chakrabarti S. K., Tam W. A. Interaction of waves with large vertical cylinder. J. Ship Res. 1975, Vol. 19, no.1, pp. 23–33. DOI: 10.5957/jsr. 1975.19.1.23.
MacCamy M. C., Fuchs R. A. Wave forces on piles: A diffraction theory. Techn. Memorandum. 1954, Vol. 69, pp. 1–17.
Cho I. H., Kim M. H. Interactions of horizontal porous flexible membrane with waves. J. Waterw. Port Coast. Ocean Eng. 2000, Vol. 126, no. 5 pp. 245–253. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-950X(2000)126:5(245).
Wu J., Chwang A. T. Wave diffraction by a vertical cylinder with a porous ring plate. J. Eng. Mech. 2002, Vol. 128, no. 2, pp. 164–171. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9399(2002)128:2(164).
Li Y., Liu Y., Teng B. Porous effect parameter of thin permeable plates. Coastal Eng. J. 2006, Vol. 48, no. 4, pp. 309–336. DOI: 10.1142/ S0578563406001441.
Chwang A. T. A porous wavemaker theory. J. Fluid Mech. 1983, Vol. 132, pp. 395–406. DOI: 10.1017/S0022112083001676.
George A., Poguluri S. C., Kim J., Cho I. H. Design optimization of a multi-layer porous wave absorber using an artificial neural network model. J. Coastal Eng. 2022, Vol. 265, P. 112666–1–16. DOI: 10.1016/j.oceaneng.2022.112666.
Vijayalakshmi K., Neelamani S., Sundaravadivelu R., Murali K. An experimental study of regular wave loads on a perforated circular cassette and suction pipe configuration. J. Ocean Technol. 2007, Vol. 2, no. 2, pp. 50–63.
Williams A. N., Li W. Wave interaction with a semi-porous cylindrical breakwater mounted on a storage tank. Ocean Eng. 1998, Vol. 25, pp. 195–219. DOI: 10.1016/S0029-8018(97)00006-1.
Song H., Tao L. The effect of short-crested wave phase on a concentric porous cylinder system in the wind blowing open sea. Proc. 16th Australasian Fluid Mechanics Conference. Crown Plaza, Gold Coast, Australia, 2007. P. 1276–1282. http://hdl.handle.net/10072/18044.
