Сибирский федеральный университет

В работе представлена вычислительная модель для расчета характеристик ледяного покрова пресного водоема с учетом влияния снега. Алгоритм расчета несущей способности базируется на формуле центрального изгиба, которая основана на представлении ледяного покрова как изотропной упругой плиты, лежащей на упругом основании. В модели учитываются геометрические параметры приложенной нагрузки, температурные зависимости предельно допустимого напряжения при изгибе и модуля упругости льда. Для определения толщины и температуры ледяного покрова использована нестационарная вычислительная модель, основанная на численном решении задачи Стефана в обобщенной формулировке. При моделировании динамики ледяного покрова климатические условия для холодного времени года учитывались в виде зависимостей среднесуточных значений температуры воздуха, скорости ветра, влажности воздуха и солнечной радиации, падающей на поверхность водоема. Расчетные данные показали значительное влияние снега на снижение несущей способности ледяного покрова из-за уменьшения толщины льда и повышения его температуры. Результаты расчета толщины, температурного режима и несущей способности ледяного покрова позволяют оценивать безопасность ледовых переправ на текущую дату на основе метеорологических данных за предшествующий период времени и предсказывать состояние ледяного покрова на будущее при использовании метеорологических прогнозов