Направления научных исследований
Научная школа «Резонансный метод разрушения ледяного покрова» основана д.т.н., профессором, заслуженным изобретателем России В.М. Козиным на кафедре технических дисциплин Приамурского государственного университета имени Шолом-Алейхема в 2012 году. В рамках деятельности научной школы осуществляются экспериментальные и теоретические исследования поведения ледяного покрова в условиях изгибно-гравитационного резонанса.
Исследования проводятся в лаборатории ледотехники, созданной на базе единственного среди высших учебных заведений России опытового ледового бассейна, третьего по размерам в РФ после ледовых бассейнов Крыловского государственного научного центра и Арктического и антарктического научно-исследовательского института (г. Санкт-Петербург). Исследования носят уникальный характер. При движении нагрузки по льду (автомобиль, судно на воздушной подушке, посадка самолета на лед) или подо льдом (подводное судно) возникает система изгибно-гравитационных волн. При достижении нагрузки критической скорости возникает явление изгибно-гравитационного резонанса, когда частота изгибных волн во льду соответствует частоте гравитационных волн в воде. Сила подержания воды перестает действовать и лед разрушается с наименьшими энергозатратами. Резонансный метод разрушения льда может быть использован при необходимости очистки акваторий замерзающих рек ото льда для продления речной навигации, для предотвращения заторообразования и последующих паводков.
Метод позволяет подводному судну разрушить лед, не контактируя с ним, для чего субмарина должна двигаться с критической скоростью на определенном заглублении. Толщина разрушаемого льда при этом значительно больше (до 2 метров и более), чем при традиционным методом всплытия подводных судов путем статического нагружения льда снизу (обычно не более 1 метра). Резонансный метод исключает возможность получения повреждений рубки, горизонтальных и вертикальных рулей, потери остойчивости подводного судна, упрощает выполнение маневра при всплытии. Спектр шумов при разрушении льда близок к естественным, что не нарушает скрытность субмарины.
Также в лаборатории ведутся исследования по влиянию ледовых условий (наличие во льду трещин, торосов, влияние снежного покрова на льду, глубины акватории и рельефа дна) на параметры генерируемых изгибно-гравитационных волн. Это позволяет значительно уменьшить критическую скорость движения нагрузки и обезопасить процесс движения судна в ледовых условиях. Исследования также позволяют прогнозировать поведение ледяного покрова, что очень важно при движении автомобилей по льду в случае эксплуатации ледовых переправ и ледовых аэродромов, сохранения их несущей способности.
Эффективность метода доказана с помощью натурных испытаний по очистке акватории р. Амур ото льда судами на воздушной подушке типа «Мурена». При строительстве Крымского моста автором метода Козиным В.М. велось консультирование по предотвращению пагубного воздействия ледовых подвижек на опоры моста, что могло привести к их разрушению. В случае возникновения аварийной ситуации допускалось использование резонансного метода для очистки водной акватории ото льда. Подобные экспериментальные исследования больше нигде в Мире не проводятся.
Все научные разработки сотрудников лаборатории запатентованы, всего получено более 500 патентов на изобретения РФ.
В период с 2012 по 2024 г. получено 126 патентов на изобретения.
Итоги работы научной школы
Монографии
- Козин В.М., Земляк В.Л., Рогожникова Е.Г., Погорелова А.В. Влияние ледовых условий на деформированное состояние ледяного покрова от движения нагрузки / ВМин-во науки и высшего образования РФ, Приамур. гос. ун-т им. Шолом-Алейхема, Ин-т машиновед. и металлургии Хабаровского федерального исследовательского центра ДВО РАН. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2020. 126 с.
- Земляк В.Л., Козин В.М., Погорелова А.В., Васильев А.В. Движение погруженного тела в приповерхностной водной среде покрытой ледяным покровом / Мин-во науки и высшего образования РФ, Приамур. гос. ун-т им. Шолом-Алейхема, Ин-т машиновед. и металлургии Хабаровского федерального исследовательского центра ДВО РАН. — Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2020. 136 с.
- Васильев А.С., Тарануха Н.А. Численное моделирование в задачах нелинейной механики строительных конструкций из композитных материалов : монография / А. С. Васильев, Н. А. Тарануха ; Приамур. гос. ун-т им. Шолом-Алейхема. –– Биробиджан: ИЦ ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2020. — 129 с.
- Канделя М.В., Канделя Н.В., Земляк В.Л. Металлогусеничныедвижетели уборочно-транспортных машин высокой проходимости: монография / М.В. Канделя, Н.М. Канделя, В.Л. Земляк. - Москва: РУСАЙНС, 2020. - 168 с.
- Васильев А.С. Численное исследование железобетонных плит перекрытий при разрушающих нагрузках: монография / А. С. Васильев; Приамур. гос. ун-т им. Шолом-Алейхема. - Биробиджан: ИЦ ПГУ им. Шолом-Алейхема, 2021. - 78 с.
- Земляк В.Л., Козин В.М., Васильев А.С., Погорелова А.В. Особенности движения погруженного тела в приповерхностной водной среде при наличии свободной поверхности жидкости и ледяного покрова: монография / В.Л. Земляк, В.М.Козин, А.С. Васильев, А.В. Погорелова - Новосибирск: СО РАН, 2022 г., 136 с.
- Козин В.М., Земляк В.Л., Куркин А.А., Беляков В.В. Избранные задачи ледотехники. средства и методы решения: Монография / Козин В.М., Земляк В.Л., Куркин А.А., Беляков В.В; // Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева - Нижний Новгород, 2023. – 772 с.
Публикации
Публикации в зарубежных научных изданиях и журналах ВАК
- Bai X., Zemlyak V.L., Vasilyev A.S., Kozin V.M. Stressed-Deformed State of Ice Crossings at the Surface Reinforcement of Composite Materials // Journal of Marine Science and Application. 2020. (SJR 0.44, WoS, Scopus Q2) DOI: 10.1007/s11804-020-00131-9
- Zemlyak V.L., Rogozhnikova E.G., Vasilyev A.S., Radionov S.V. The research of the effectiveness of the ice cover destruction by the resonance method from the pair motion of the load // Journal of Physics: Conference Series. 2020. 1459(1), 012002 (SJR 0.23, Scopus). DOI: 10.1088/1742-6596/1459/1/012002
- Vasilyev, A.S., Zemlyak, V.L., Kozin, V.M. Study of the physical and mechanical character is tics of the ice cover (Изучение физико-механических характеристик ледяного покрова)//Materials Science Forum, 2020, 974 MSF, с. 482-487.
- Vasilyev, A.S., Odinokova, O.A., Nazarova, V.P. Investigation of the effect of rein forcing diaphragms ribbed panel son their carrying capacity (Исследование влияния ребристых панелей армирующих диафрагм на их несущую способность) // Materials Science Forum, 2020, 974 MSF, с. 577-582
- Zemlyak, V.L., Vasilyev, A.S., Rogozhnikova, E.G. Behaviour of the ice cover under the conditions of flexural-gravity resonance with the pair movement of the load // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 2020, 459(3),032048
Pogorelova, A.V., Kozin, V.M., Zemlyak, V.L. Hydrodynamic forces on slender body advancing in water with ice cover // ProceedingsoftheInternationalOffshoreandPolarEngineeringConference, 2020-October, с. 707-714
Vasilyev, A.S., Zemlyak, V.L., Boychin, R.E. A draft decision on the issue of urban expansion of a densely populated city // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, 962(3), 032046
Zemlyak, V.L., Kozin, V.M., Vasilyev, A.S., Rogozhnikova, E.G. The influence of the cross-sectional shape of the body on the parameters of flexural-gravity waves during under-ice motion // 2020 Journal of Physics: Conference Series 1709(1),012002
Vasilyev, A.S., Plehanova, E.A., Xiaolong, B. Improving calculating theory of multiple-cavity reinforced concrete floor panels // 2020 IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 962(2),022043
Zemlyak, V., Pogorelova, A., Kozin, V. Motion of a submerged body in a near-surface water environment (Движение погруженного тела в приповерхностной водной среде) // International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 2022, 14, 100433
Состав научной школы
