Marine Intellectual Technologies最新文献

{"title":"Probabilistic analysis of continuous operation of passive detectors of moving noise sources","authors":"С.Б. Егоров, Р.И. Горбачев","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.014","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.014","url":null,"abstract":"В работе получены вероятностные характеристики ожидания и обнаружения сигнала для пассивных обнаружителей движущихся источников шумоизлучения. Вывод характеристик выполнен путем использования выбросовой вероятностной модели непрерывного контроля текущих значений индикаторных процессов – помехового и суммарного (сигнально-помехового) в индикаторном устройстве обнаружителя. Рассмотрены обнаружители двух видов: однопороговый (с порогом обнаружения только по уровню) и двухпороговый (с порогами обнаружения по уровню и длительности). Характеристики однопорогового обнаружителя определены в полном диапазоне значений вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения. Для двухпорогового обнаружителя характеристика ожидания определена в диапазоне значений вероятности ложной тревоги менее 0.1, характеристика обнаружения – в диапазоне значений вероятности правильного обнаружения более 0.9. Эти диапазоны достаточны как для определения порогов обнаружения по уровню и длительности по заданной величине вероятности ложной тревоги, так и для определения индикаторной аппаратной чувствительности обнаружителя по заданной величине вероятности правильного обнаружения. Анализом и сравнением характеристик обнаружителей двух видов показаны дополнительные возможности, возникающие с введением порога обнаружения по длительности.\u0000 The study presents probabilistic characteristics of signal waiting and detection for passive detectors of moving noise sources. These characteristics were obtained by employing an outlier-based probabilistic model of continuous monitoring of current values of indicator processes - noise and cumulative (signal-to-noise) in the indicator device of the detector. Detectors of two types were considered: single-threshold (with detection threshold based solely on level) and dual-threshold (with detection thresholds based on level and duration). The characteristics of the single-threshold detector are defined across the full range of false alarm probabilities and correct detection probabilities. For the dual-threshold detector, the waiting characteristic is defined within the range of values of false alarm less than 0.1 and detection characteristic - within the range of values of correct detection probability more than 0.9. These ranges are sufficient for both determining detection thresholds based on both level and duration for a given false alarm probability, as well as for determining the indicator hardware sensitivity of the detector for a given correct detection probability. Through analysis and comparison of the characteristics of the two types of detectors, additional capabilities arising from the introduction of a duration-based detection threshold are demonstrated.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"12 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"85449478","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Algorithmic support for the AUV operation under ice in the polar regions","authors":"А.В. Багницкий, А.В. Инзарцев, А. В. Панин","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.011","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.011","url":null,"abstract":"В настоящее время множество актуальных задач связано с изучением покрытых льдом приполярных акваторий: мониторинг морских биоресурсов, обследование нижней кромки льда, инспекция объектов подводной инфраструктуры и т. д. Использование для этих целей автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА) позволяет экономить значительные материальные и людские ресурсы. Основные проблемы во время движения АНПА при выполнении таких работ доставляют неровная нижняя поверхность льда (включая ледяные кили) и необходимость поиска полыней для всплытия в случае непредвиденной ситуации. В статье рассматриваются алгоритмы работы информационно-управляющей системы АНПА, предназначенные для решения указанных задач. Алгоритмы обеспечивают движение АНПА подо льдом на различных горизонтах, со стабилизацией заданного отстояния от нижней кромки льда (если возможно), а также в покрытых льдом мелководных акваториях. Для избегания столкновений с возможными препятствиями предусмотрены варьируемые приоритеты стабилизации вертикального и горизонтального каналов управления. Для получения информации об окружающей ледовой обстановке используется эхолокационная система, состоящая из нескольких сонаров с фиксированными диаграммами направленности в передней полусфере АНПА. Поиск полыней для всплытия производится на основе данных от ориентированного вверх эхолокатора. Работоспособность алгоритмов подтверждена с применением методов математического моделирования.\u0000 Currently, many actual tasks are associated with the survey ice-covered circumpolar water areas: monitoring of marine biological resources, inspection of the lower edge of the ice, inspection of underwater infrastructure facilities, etc. The use of autonomous underwater vehicles (AUV) for these purposes allows one to save significant material and human resources. The main problems during the movement of the AUV when performing such work are the uneven lower surface of the ice (including ice keels) and the need for finding ice holes for surfacing in case of an unforeseen situation. The article discusses the algorithms of the AUV information and control system, designed to solve these problems. The algorithms ensure the movement of the AUV under the ice at various horizons, with the stabilization of a given distance from the lower edge of the ice (if possible), as well as in ice-covered shallow waters. To avoid collisions with possible obstacles, variable priorities for stabilization of vertical and horizontal control channels are provided. To obtain information about the surrounding ice conditions, an echolocation system consisting of several sonars with fixed directional patterns in the AUV's anterior hemisphere is used. The search for a ice hole for surfacing is based on data from an upward-oriented sonar. The efficiency of the algorithms has been confirmed using mathematical modeling methods. Key words: autonomous underwater vehicle (AUV), movement under ice, obstacle avoidance, surfacing in ice hole, information and control","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"31 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75063862","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Iterative method for ship motion planning in unpredictable navigational environment","authors":"А.С. Жук","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.018","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.018","url":null,"abstract":"Рассматривается задача гарантированного предотвращения столкновений судов на неограниченном горизонте планирования в условиях непредсказуемого движения судов-целей. Множества достижимости судов-целей с учетом зоны навигационной безопасности определяют области возможных столкновений. Безопасные управления определяются в пространстве скоростей в виде совокупности векторов скорости управляемого судна. Гарантированное предотвращение всех возможных столкновений достигается выбором управления, ведущего за пределы областей возможных столкновений каждого судна-цели. Информация о движении судов-целей ограничена координатами и курсом в текущий момент времени. Суда-цели движутся непредсказуемым образом, но имеют динамические ограничения. Обеспечение безопасности плавания на неограниченном горизонте планирования в условиях непредсказуемости движения судов-целей является приоритетной задачей управления судном. Предварительный маршрут перехода требует коррекции в зависимости от текущей навигационной обстановки. Предлагаемый итеративный метод планирования движения судна в реальном времени обеспечивает гарантированное предотвращение столкновений и минимизирует отклонения от предварительного маршрута перехода. Ожидаемое движение судна-цели определяется на основе текущих параметров. Множества достижимости судов-целей остаются ограниченными в пространстве скоростей даже при увеличении горизонта планирования до бесконечности. Множества достижимости судов-целей дополняются зоной навигационной безопасности и образуют области возможных столкновений. Управления, приводящие вектор скорости управляемого судна за пределы области возможных столкновений в пространстве скоростей, гарантированно предотвращают столкновения даже в условиях непредсказуемости движения судов-целей. Гарантированно безопасные состояния управляемого судна зависят от множеств достижимости судов-целей. Выполненные исследования способствуют совершенствованию перспективных для практического применения в современных навигационных комплексах методов управления судном. The problem of guaranteed prevention of ship collisions on an unlimited planning horizon under conditions of unpredictable motion of target ships is considered. The reachable sets of target ships, taking into account the navigational safety zone, determine the areas of possible collisions. Safe controls are defined in the speed space as a set of speed vectors of the controlled vessel. Guaranteed avoidance of all possible collisions is achieved by choosing a control that leads outside the areas of possible collisions of each target ship. Information about the movement of target ships is limited to the coordinates and course at the current time. Target ships move in unpredictable ways, but have dynamic limitations. Ensuring the safety of navigation on an unlimited planning horizon in the conditions of unpredictable movement of target ships is a priority task of ship handling. The preliminary passage route requires correction depending on the c","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"31 5","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72483650","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Study of wave formation of a large cargo catamaran for Inland waterways by numerical methods","authors":"Е.Ю. Чебан, Е.А. Лукина, С.Г. Митрошин, О.В. Мартемьянова, Д.В. Никущенко","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.021","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.021","url":null,"abstract":"Повышение конкурентоспособности внутреннего водного транспорта возможно за счет увеличения скорости движения большегрузных судов по внутренним водным путям. Для этого необходима постройка судов новых типов, которыми могут стать большегрузные катамаранные паромы. В то же время повышение скорости влечет за собой увеличение высот корабельных волн при движении судна, что в свою очередь отрицательно сказывается как на гидродинамических характеристиках самого судна, так и на экологическом состоянии водных объектов, гидротехнических сооружениях. В настоящей работе представлены результаты исследования процессов волнообразования численными методами в диапазоне числе Фруда от 0,18 до 0,35, который характеризуется большой амплитудой колебаний коэффициентов сопротивления. Волнообразование изучалось для катамаранов длиной 112, 132 и 152 м, при ширине одного корпуса 9 и 10 метров с относительным клиренсом от 0,3 до 0,56. Для исследования использовался программный комплекс NUMECA/FineMarineTM. Для верификации результатов численного моделирования по величине коэффициентов сопротивления и форме волновой поверхности использовались работы М.Я. Алферьева, в том числе информация о практическом опыте эксплуатации речных катамаранов типа КТ-619. Полученные результаты позволяют утверждать, что высоты корабельных волн, образующихся при движении катамарана, имеют меньшие высоты, чем волны от однокорпусного судна таких же размерений, а также подтвердились предположения о существовании диапазонов скоростей движения и размерений катамаранов, которые обеспечивают снижение высот волн и коэффициентов сопротивления.\u0000 Improvement competitiveness of inland water transport can be achieved by increasing the speed of large cargo ships. This requires building new ships types, for example, the large cargo catamaran ferries. From the other hand, an increase in speed entails the growth in the heights of ship waves when the ship, which in turn adversely affects both the hydrodynamic characteristics of the ship itself and the ecological state of water bodies and hydraulic structures. This paper presents the results of studying the processes of wave generation by numerical methods for the Froude numbers from 0.18 to 0.35. This range of the Froude number characterized by a large amplitude of fluctuations in the drag coefficients. Wave generation was studied for catamarans with a length of 112, 132 and 152 m, with a width of one hull of 9 and 10 meters with a relative clearance from 0.3 to 0.56. NUMECA/FineMarineTM software was used. Verification of numerical simulation results was based on the works of M.Ya. Alferyev, including information about practical experience of operating the river KT-619 type catamarans. Comparison of the drag coefficients and the shape of the wave surfaces showed good agreement. The results obtained allow us to assert that the heights of ship waves formed during the movement of a catamaran have lower heights than waves from a single-hull vessel of the same dimension","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"167 5 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76875647","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Method of no-go area fencing lines planning in vessel traffic control systems","authors":"А.С. Васьков, Александр Александрович Мироненко","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.036","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.036","url":null,"abstract":"В статье исследуется возможность использования основных навигационных параметров (пеленг и дистанция), а также их суммы, разности и параллельного индекса для формирования ограждающих опасности изолиний при планировании маршрута судна в условиях прибрежного плавания. Для этих целей приводится математическое обоснование применения комбинации пеленгов и дистанции, из которых вычисляются параллельные индексы и кривые второго порядка: окружности, эллипсы, гиперболы. Предлагается новый подход использования аппроксимирующих кривых в виде многополюсного эллипса для ограждения опасностей. Разработан метод ориентировки исходных расположений навигационных ориентиров под конфигурацию водного пути и маршрут судна на основе поворота и переноса систем координат, связанных с ориентирами. Предложен метод формирования навигационных параметров ограждающих изолиний в соответствии с конфигурацией и взаимным расположением узкости и линии заданного пути для контроля безопасного движения судна. Основные положения исследования подкрепляются графической интерпретацией, а приводимые выражения доведены до уровня непосредственного практического применения. Формализация предлагаемых методов и алгоритмов ограждения опасностей в автоматических навигационных комплексах или системах управления автономными судами позволит судоводителю на борту и управляющему дистанционно решать задачи обработки соответствующей навигационной информации в прибрежных и стеснённых районах плавания на качественно новом уровне в неразрывной связи с традиционными лоцманскими методами контроля.\u0000 The article discusses the possibility of using the main navigation parameters (bearing and distance), as well as their sum, difference, and parallel index, to form isolines enclosing no-go areas when planning a vessel's route in coastal navigation conditions. For this purpose, a mathematical justification is given for using a combination of bearings and distances, from which parallel indices and second-order curves are calculated: circles, ellipses, and hyperbolas. A new approach of using approximating curves in the form of a multipolar ellipse for fencing no-go areas is proposed. A method of positioning navigation landmarks adapted to the configuration of the waterway and the vessel's route, based on the rotation and transfer of coordinate systems of landmarks, is developed. The method of formation of navigation parameters of enclosing isolines in accordance with the configuration and relative location of the narrowness and the line of a given path to control the vessel's safe navigation is proposed. The main aspects of the study are illustrated graphically, and the expressions obtained are brought to the level of direct practical application. The formalization of the proposed no-go area fencing lines in the automatic navigation systems or autonomous ship control systems will help solve the problem of processing the navigation information in coastal navigation areas and narrows at a qualitatively new level along ","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"147 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86113827","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Analysis of the economic feasibility of using the concept of the autonomous navigation system in the port","authors":"В.А. Дергилев, С.С. Жук, Т.П. Аванесова","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.001","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.001","url":null,"abstract":"В данной статье представлен сравнительный анализ экономической целесообразности использования модернизированных судов наряду с новыми морскими автономными надводными судами (МАНС) в условиях нестабильной мировой экономики. Определены основные проблемы эскортирования судов в стеснённых условиях плавания, подхода, швартовки к причалу, при ограниченной пропускной способности портов и диспетчеризации в узкостях. Противоречия между прогнозируемой разницей стоимости и эффективностью применением концепции системы автономного судовождения в порту (БЭС-СП) на базе технологии двух опорных точек и МАНС способствуют постановке цели данного исследования. Рассмотренный с точки зрения двух парадигм вариант модернизации судов до четвертого уровня автономности посредством метода аналогии определил ряд проблем, в числе которых невозможность её полноценной реализации. Сделан вывод о том, что повышение уровня безопасности и автономности, а также исключение человеческого фактора, предполагают возможность использования азимутальных буксиров-автоматов в рамках концепции БЭС-СП, являющейся государственным заказом.\u0000 The article presents a comparative analysis of the economic feasibility of using modernized ships along with new maritime autonomous surface ships (MASS) in an unstable global economy. The main problems of escorting ships in narrows, approaches, when mooring to a berth and dispatching with limited port capacity and in congested waters are identified. The contradictions between the predicted cost difference and the effectiveness of applying the concept of the unmanned ship navigation system in the port based on the technology of two reference points and MASS helps to formulate the goal of this study. Considered from the point of view of the two paradigms, the option of upgrading ships to the fourth level of autonomy through the analogy method identified a number of problems, including the impossibility of its full implementation. It is concluded that increasing the level of safety and autonomy, as well as eliminating the human factor, involves using azimuthal automatic tugboats as a part of the concept of the unmanned ship navigation system in the port, which is a part of the state order.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"17 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79203898","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Development of a turbine drive for manual pneumatic grinding tools of increased power","authors":"Ю.П. Кузнецов, С.А. Хрунков, А.Б. Чуваков, Р.А. Погодин","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.004","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.004","url":null,"abstract":"Статья посвящена решению задачи создания турбопривода для быстроходных ручных шлифовальных пневматических машин повышенной мощности. Основным элементом турбопривода является инновационная турбина, состоящая из двух радиальных ступеней, лопаточные венцы которых размещены на противоположных боковых поверхностях диска рабочего колеса. Со стороны подвода сжатого воздуха размещены сопловые лопатки центробежной реактивной турбины, со стороны выхода потока – рабочие лопатки центростремительной активной турбины. Промежуточный направляющий аппарат охватывает лопаточные венцы по периферии. В турбоприводе, предназначенном для относительно тихоходных машин, применена турбина с двумя ступенями давления. В состав турбопривода также входят регулятор частоты вращения и устройство автоматического торможения ротора. Испытания подтвердили соответствие мощности разработанных турбин рассчитанным целевым показателям. На базе разработанного турбопривода была спроектированамодельная линия прямых и угловых машин, предназначенная для выполнения широкого спектра шлифовальных работ.\u0000 The paper is devoted to solving the problem of creating a turbine drive for high-speed manual pneumatic grinding machines of increased power. The main element of the turbine drive is an innovative turbine consisting of two radial stages, the blade crowns of which are placed on opposite side surfaces of the impeller disk. The nozzle blades of a centrifugal jet turbine are located on the compressed air supply side, and the working blades of a centripetal active turbine are located on the flow outlet side. The fixed guide blades cover these blade crowns on the periphery. A second pressure stage has been added to the turbine drive designed for relatively slow-rotating machines. Turbine drive also includes a speed controller and an automatic rotor braking device. The tests confirmed the compliance of the power of the developed turbines with the calculated target indicators. Based on the developed turbine drive, a model line of straight and angular machines was designed to perform a wide range of grinding operations.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"79 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90493211","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Prospects for underwater transportation of spent nuclear fuel","authors":"В.Ю. Каминский, Д.А. Скороходов","doi":"10.37220/mit.2023.61.3.012","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.61.3.012","url":null,"abstract":"Подводные грузоперевозки имеют существенный потенциал для развития особенно с учетом современной тенденции к преимущественному использованию экологически устойчивых и эффективных видов транспорта. Исследована транспортная проблема в Арктической зоне РФ и показана возможность ее решения с применением подводной робототехники, в частности с помощью автономных необитаемых подводных аппаратов (АНПА). Показано, что смарт-технологии обеспечивают автоматизацию и контроль судовых систем, позволяя осуществить автоматическую прокладку курса, динамическое позиционирование, контроль грузовых операций и балластных вод и др. Утверждается, что применение искусственного интеллекта при подводных грузоперевозках, в том числе и с помощью грузовых АНПА, способствует повышению безопасности и эффективности процесса транспортировки. Важным аспектом функционирования АНПА является планирование маршрутов движения. Это сложная задача, требующая анализа большого количества данных и учета множества факторов. Современные технологии и методы позволяют АНПА реализовывать эффективные решения, оптимизировать маршруты и обеспечивать безопасное и экономичное движение. Утверждается, что подводная транспортировка отработавшего ядерного топлива позволяет использовать возможности подводной среды и преимущества автономных подводных аппаратов, а также сокращает экологические риски и обеспечивает безопасность и экономическую эффективность перевозки.\u0000 Underwater cargo transportation has a significant potential for development, especially taking into account the current trend towards the predominant use of environmentally sustainable and efficient modes of transport. The transport problem in the Arctic zone of the Russian Federation is investigated and the possibility of its solution with the use of underwater robotics, in particular with the help of autonomous uninhabited underwater vehicles (ANPA), is shown. It is shown that smart technologies provide automation and control of ship systems, allowing for automatic heading, dynamic positioning, control of cargo operations and ballast water, etc. It is argued that the use of artificial intelligence in underwater cargo transportation, including with the help of cargo ANPA, contributes to improving the safety and efficiency of the transportation process. An important aspect of the functioning of the ANPA is the planning of routes. This is a complex task that requires analyzing a large amount of data and taking into account many factors. Modern technologies and methods allow ANPA to implement effective solutions, optimize routes and ensure safe and economical movement. It is argued that the underwater transportation of spent nuclear fuel makes it possible to use the capabilities of the underwater environment and the advantages of autonomous underwater vehicles, as well as reduces environmental risks and ensures the economic efficiency of transportation.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"54 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-08-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72713328","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"Modern approaches to the description of the dynamics of cavitation bubbles and cavitation clouds","authors":"И.М. Маргулис, Валерий Николаевич Половинкин, А.И. Яшин","doi":"10.37220/mit.2023.60.2.040","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.60.2.040","url":null,"abstract":"В статье рассмотрены существующие подходы к описанию динамики кавитационных пузырьков и кавитационного облака и проблемы, которое возникают при моделировании высокоэнергетических кавитационных процессов, таких как ударные волны, кавитационная эрозия, свечение из пузырьков (сонолюминесценция), и т.д., в акустическом поле высокой интенсивности. Показано, что известная модель, основанная на уравнениях Келлера – Миксиса и Бъеркнеса, не соответствует целому ряду экспериментальных данных, полученных при исследовании «одиночного» кавитационного пузырька, неподвижно пульсирующего в пучности стоячей волны и «обычного» пузырька, движущегося в кавитационном облаке. Для устранения этих несоответствий предложена новая система уравнений, дополнительно учитывающая неравновесность процессов испарения и конденсации пара и неидеальность парогазовой смеси в пузырьке, а также поступательное движение пузырька. Показано, что при быстром сжатии пузырька пар внутри него не успевает конденсироваться и сильно демпфирует это сжатие. Полученное уравнение объясняет сильную зависимость интенсивности свечения «одиночных» пузырьков от температуры жидкости. Устранены противоречия при описании поступательного движения пузырьков, связанные с применением уравнения Бъеркнеса. Показано, что поступательно движущийся пузырек сжимается значительно слабее неподвижного, поскольку в фазе сжатия энергия радиального движения пузырька перетекает в энергию поступательного движения. Это позволяет объяснить причину различия в механизмах свечения пузырьков разных типов. «Одиночный» пузырек излучает свет в момент наибольшего сжатия вследствие нагрева парогазовой смеси до 5 000–10 000 К. Пузырьки в кавитационном облаке движутся поступательно, а их свечение, в отсутствие сильного сжатия, обусловлено микроразрядами в парогазовой фазе при деформации поверхностей пузырьков.\u0000 The article discusses the existing approaches to the description of the dynamics of cavitation bubbles and cavitation clouds and the problems that arise during modeling of high-energy cavitation processes, such as shock waves, cavitation erosion, bubble glow (sonoluminescence), etc., in a high-intensity acoustic field. A well–known model based on the Keller-Miksis and Bjerknes equations does not correspond to several experimental data obtained in the study of a \"single\" cavitation bubble pulsating motionlessly in the antinode of a standing wave and an \"ordinary\" bubble moving in a cavitation cloud. To eliminate these inconsistencies, a new system of equations is proposed, which additionally considers the nonequilibrium processes of vapor evaporation and condensation and the imperfection of the vapor-gas mixture in the bubble, as well as the translational motion of the bubble. It is shown that with rapid compression of the bubble, the vapor inside it does not have time to condense and strongly damps this compression. Resulting equation demonstrates the strong dependence of the intensity of \"single\" bubble glow on the temperature of ","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"34 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-05-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90406061","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}

{"title":"On the issue of setting the problem of protecting the Arctic coastal area from noise pollution during the development of the transport network","authors":"Антон Котенко, Е.Ю. Кузнецова","doi":"10.37220/mit.2023.60.2.022","DOIUrl":"https://doi.org/10.37220/mit.2023.60.2.022","url":null,"abstract":"Перспектива совмещения морской и железнодорожной инфраструктуры в прибрежной зоне Российской Арктики путем формирования универсальных перегрузочных комплексов на базе крупных морских портов Северного морского пути требует адекватного масштаба исследований экологических факторов, одним из которых является шумовое загрязнение прибрежной зоны. Суть проблемы заключается в сложности оценки параметров шумоизлучения, распространяемого действующими перегрузочными комплексами. Такая сложность обусловлена разнородностью шумоизлучения (совмещение потоков постоянного, переменного, импульсного и инфразвукового шума), неоднородностью и большой площадью шумового фона, что делает невозможным использование существующих методик оценки и нормирования шумозагрязнения. В этой связи возможным решением проблемы может стать структурная оптимизация шумоизлучения универсальных перегрузочных комплексов с разработкой программ локализации зон шумоизлучения для каждого конкретного случая на предварительных этапах проектирования. То есть, выбор лучшего с позиций близости к естественному уровню шума варианта структурного построения перегрузочного комплекса и исключения из рассмотрения экологически опасных вариантов. Авторами предложен подход к формализации механизма структурной оптимизации шумоизлучения универсальных перегрузочных комплексов на основе представления его в виде модели однокритериальной задачи выбора.\u0000 The prospect of combining marine and railway infrastructure in the coastal zone of the Russian Arctic by forming universal transshipment complexes based on large seaports of the Northern Sea Route requires an adequate scale of research on environmental factors, one of which is noise pollution of the coastal zone. The essence of the problem lies in the complexity of estimating the parameters of noise emission propagated by operating overload complexes. This complexity is due to the heterogeneity of noise emission (the combination of streams of constant, alternating, pulsed and infrasound noise), heterogeneity and a large area of noise background, which makes it impossible to use existing methods for assessing and normalizing noise pollution. In this regard, a possible solution to the problem may be the structural optimization of noise emission of universal overload complexes with the development of programs for localization of noise emission zones for each specific case at the preliminary design stages. That is, the choice of the best option for the structural construction of the transshipment complex from the standpoint of proximity to the natural noise level and exclusion from consideration of environmentally hazardous options. The authors propose an approach to formalizing the mechanism of structural optimization of noise emission of universal overload complexes based on its representation as a model of a single-criteria selection problem.","PeriodicalId":43947,"journal":{"name":"Marine Intellectual Technologies","volume":"137 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.1,"publicationDate":"2023-05-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73446333","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}