Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies

Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология

2073-1574 2225-0352

103898

10.24143/2073-1574-2025-4-26-37

СУДОСТРОЕНИЕ, СУДОРЕМОНТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ФЛОТА

SHIPBUILDING, SHIP REPAIR AND FLEET OPERATION

СУДОСТРОЕНИЕ, СУДОРЕМОНТ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ФЛОТА

Assessment of hydrodynamic impacts on a vessel when encountering an abnormal wave

Оценка гидродинамических воздействий на судно при встрече с аномальной волной

Бураковский

Павел Евгеньевич

Burakovskiy

Pavel Evgen'evich

paul_b@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Калининградский государственный технический университет Калининград Россия Kaliningrad State Technical University Kaliningrad Russian Federation

22 12 2025

2025 4 26 37 04 09 2025

https://vestnik.astu.ru/en/nauka/article/103898/view

Современные данные свидетельствуют о том, что в Мировом океане достаточно ча-сто встречаются аномальные волны, отличающиеся большой крутизной и высотой. Вы-полненная оценка показала, что вероятность встречи судна с такими волнами может быть весьма высокой. Воздействие аномальных волн на морские суда представляет для них су-щественную опасность, так как возможность встречи судна с ними не учитывается при проектировании. В настоящей статье рассматривается два сценария взаимодействия судна с аномальной волной. В первом случае судно сначала попадает на ее подошву, а затем за-рывается в вершину (проход судна через «дыру» в море), во втором случае − наоборот. Моделирование динамики судна осуществляется с использованием разработанного авто-ром математического аппарата, включающего модифицированную систему уравнений продольной качки судна, позволяющую учесть особенности поведения судна в условиях зарываемости. Рассмотрен случай появления одной волны аномальной высоты, резко вы-деляющейся на фоне окружающего волнения. Выполнена оценка величины гидродинами-ческих воздействий на носовую оконечность при взаимодействии с аномальной волной. Проведен анализ эффективности разработанной автором новой конструкции носовой око-нечности. Показано, что при взаимодействии с аномальной волной данное техническое решение позволяет существенно уменьшить величину гидродинамической нагрузки и по-высить безопасность судна.

Current data indicate that abnormal waves of great steepness and height are quite common in the World Ocean. The assessment showed that the probability of a vessel encountering such waves can be quite high. The impact of abnormal waves on sea vessels poses a significant danger to them, since the possibility of a vessel encountering them is not taken into account when de-signing. This article considers two scenarios of a vessel’s interaction with an abnormal wave. In the first case, the vessel first hits its trough and then buries into the top (the vessel passes through a “hole” in the sea), while in the second case, it is the other way around. The vessel dynamics are modeled using the mathematical apparatus developed by the author, including a modified system of equations for the vessel’s longitudinal roll, which allows taking into account the vessel’s be-havior in burrowing conditions. The case of the appearance of one wave of abnormal height, which stands out sharply against the background of the surrounding waves, is considered. The value of hydrodynamic impacts on the bow end during interaction with an abnormal wave is es-timated. The efficiency of the new bow end design developed by the author is analyzed. It is shown that during interaction with an abnormal wave, this technical solution allows to signifi-cantly reduce the value of hydrodynamic load and increase the safety of the vessel.

аномальные волны гидродинамическая нагрузка зарываемость в волну потеря остойчи-вости потеря прочности новая форма носовой оконечности

abnormal waves hydrodynamic load burying in a wave loss of stability loss of strength new shape of the bow

Доценко С. Ф., Иванов В. А. Волны-убийцы. Севастополь: Изд-во Мор. гидрофиз. ин-та НАН Украины, 2006. 43 с.

Dotsenko S. F., Ivanov V. A. Volny-ubiitsy [Killer waves]. Sevastopol', Izd-vo Morskogo gidrofizicheskogo instituta NAN Ukrainy, 2006. 43 p.

Бураковский Е. П., Бураковский П. Е., Дмитровский В. А. Оценка вероятности встречи морских судов с аномальными волнами // Мор. интеллектуал. технологии. 2019. № 4 (46). Т. 4. C. 10–15.

Burakovskii E. P., Burakovskii P. E., Dmitrovskii V. A. Otsenka veroiatnosti vstrechi morskikh sudov s anomal'nymi volnami [Estimation of the probability of ships encountering abnormal waves]. Morskie intellektual'nye tekhnologii, 2019, no. 4 (46), vol. 4, pp. 10-15.

Lawton G. Monsters of the Deep // New Scientist. 2001. V. 170. Iss. 2297. P. 28–32.

Lawton G. Monsters of the Deep. New Scientist, 2001, vol. 170, iss. 2297, pp. 28-32.

Large Waves: Rouge Waves, Meteotsunamis and the Biggest Waves Ever. URL: https://ioa.factsanddetails.com/article/entry-44.html (дата обращения: 14.07.2025).

Large Waves: Rouge Waves, Meteotsunamis and the Biggest Waves Ever. Available at: https://ioa.factsanddetails.com/article/entry-44.html (accessed: 14.07.2025).

Stéphane A. A. N., Augustin D., César M. B. Extended (G'/G) Method Applied to the Modified Non-Linear Schrodinger Equation in the Case of Ocean Rogue Waves // Open Journal of Marine Science. 2014. V. 4. P. 246–256.

Stéphane A. A. N., Augustin D., César M. B. Extended (G'/G) Method Applied to the Modified Non-Linear Schrodinger Equation in the Case of Ocean Rogue Waves. Open Journal of Marine Science, 2014, vol. 4, pp. 246-256.

Слюняев А. В. Морские «волны-убийцы»: прогноз возможен? // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2017. № 3. С. 33–47.

Sliuniaev A. V. Morskie «volny-ubiitsy»: prognoz vozmozhen? [Marine “killer waves”: is the forecast possible?]. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriia 3. Fizika. Astronomiia, 2017, no. 3, pp. 33-47.

Пат. 2761360 Рос. Федерация, МПК B63B 1/06, B63B 43/02. Носовая оконечность корпуса судна / Бураковский Е. П., Бураковский П. Е., Юсып В. М. № 2021111637; заявл. 22.04.2021; опубл. 07.12.2021, Бюл. № 34.

Burakovskii E. P., Burakovskii P. E., Iusyp V. M. Nosovaia okonechnost' korpusa sudna [The bow tip of the ship's hull]. Patent RF, no. 2021111637; 07.12.2021.

Бураковский П. Е. К вопросу о моделировании динамики судна на встречном волнении в условиях зарывания носовой оконечности в волну // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2025. № 2. С 18–28.

Burakovskii P. E. K voprosu o modelirovanii dinamiki sudna na vstrechnom volnenii v usloviiakh zaryvaniia nosovoi okonechnosti v volnu [On the issue of modeling the dynamics of a vessel in an oncoming wave in conditions of burying the bow tip in the waves]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2025, no. 2, pp. 18-28.

Мореходность судов и средств океанотехники. Методы оценки: моногр. / под ред. И. К. Бородая. СПб.: Изд-во КГНЦ, 2013. 256 с.

Morekhodnost' sudov i sredstv okeanotekhniki. Metody otsenki: monografiia [Seaworthiness of ships and ocean equipment. Assessment methods: monograph]. Pod redaktsiei I. K. Borodaia. Saint Petersburg, Izd-vo KGNTs, 2013. 256 p.

10.

Благовещенский С. Н. Качка корабля. Л.: Судпромгиз, 1954. 520 с.

Blagoveshchenskii S. N. Kachka korablia [Rolling of the ship]. Leningrad, Sudpromgiz, 1954. 520 p.

11.

Wang J., Qin H., Hu Z., Mu L. Three-dimensional study on the interaction between a container ship and freak waves in beam sea // International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering. 2023. V. 15. P. 100509.

Wang J., Qin H., Hu Z., Mu L. Three-dimensional study on the interaction between a container ship and freak waves in beam sea [Trekhmernoe issledovanie vzaimodeistviia konteinerovoza s prichudlivymi volnami v puchkovom more]. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering, 2023, vol. 15, p. 100509.

12.

Бураковский П. Е. К вопросу об определении максимальных изгибающих моментов в задачах нормирования общей прочности корпусов судов // Тр. Крылов. гос. науч. центра. 2020. Вып. 1. С. 18–23.

Burakovskii P. E. K voprosu ob opredelenii maksimal'nykh izgibaiushchikh momentov v zadachakh normirovaniia obshchei prochnosti korpusov sudov [On the issue of determining the maximum bending moments in the tasks of rationing the overall strength of ship hulls]. Trudy Krylovskogo gosudarstvennogo nauchnogo tsentra, 2020, iss. 1, pp. 18-23.

13.

Бураковский Е. П., Бураковский П. Е., Дмитровский В. А. Конструктивное обеспечение безопасности мореплавания: моногр. СПб.: Лань, 2020. 300 с.

Burakovskii E. P., Burakovskii P. E., Dmitrovskii V. A. Konstruktivnoe obespechenie bezopasnosti moreplavaniia: monografiia [Constructive provision of navigation safety: monograph]. Saint Petersburg, Lan' Publ., 2020. 300 p.

14.

Бураковский П. Е. Исследование остойчивости судна в условиях захвата волной носовой оконечности // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. Сер.: Морская техника и технология. 2018. № 2. С. 7–13.

Burakovskii P. E. Issledovanie ostoichivosti sudna v usloviiakh zakhvata volnoi nosovoi okonechnosti [Investigation of the stability of a vessel in conditions of wave capture of the bow tip]. Vestnik Astrakhanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Morskaia tekhnika i tekhnologiia, 2018, no. 2, pp. 7-13.

15.

Правила классификации и постройки морских судов. Ч. IV. Остойчивость. СПб.: Изд-во РМРС, 2018. 82 p.

Pravila klassifikatsii i postroiki morskikh sudov. Part IV. Ostoichivost'. Saint Petersburg, Izd-vo RMRS, 2018. 82 p.

16.

Бураковский Е. П., Бураковский П. Е. К вопросу о нормировании общей прочности корпусов морских судов // Мор. интеллектуал. технологии. 2019. № 4 (46). Т. 4. C. 31–37.

Burakovskii E. P., Burakovskii P. E. K voprosu o normirovanii obshchei prochnosti korpusov morskikh sudov [On the issue of rationing the overall strength of marine hulls]. Morskie intellektual'nye tekhnologii, 2019, no. 4 (46), vol. 4, pp. 31-37.

17.

Правила классификации и постройки морских судов. Ч. II. Корпус. СПб.: Изд-во РМРС, 2018. 209 с.

Pravila klassifikatsii i postroiki morskikh sudov. Part II. Korpus [Rules of classification and construction of naval vessels. Part II. Body]. Saint Petersburg, Izd-vo RMRS, 2018. 209 p.

18.

Сборник нормативно-методических материалов. Кн. 11. СПб.: Изд-во РМРС, 2002. 150 c.

Sbornik normativno-metodicheskikh materialov. Kniga 11. Saint Petersburg, Izd-vo RMRS, 2002. 150 p.

19.

Бураковский Е. П., Бураковский П. Е., Юсып В. М. Влияние формы обводов в носовой оконечности на ее зарываемость в волну // Материалы XII Междунар. Балт. мор. форума (30 сентября – 4 октября 2024 г.). Калининград: Изд-во БГАРФ ФГБОУ ВО «КГТУ», 2024. Т. 2. С. 16–20.

Burakovskii E. P., Burakovskii P. E., Iusyp V. M. Vliianie formy obvodov v nosovoi okonechnosti na ee zaryvaemost' v volnu [The influence of the shape of the contours in the bow tip on its burrowing into the wave]. Materialy XII Mezhdunarodnogo Baltiiskogo morskogo foruma (30 sentiabria – 4 oktiabria 2024 g.). Kaliningrad, Izd-vo BGARF FGBOU VO «KGTU», 2024. Vol. 2. Pp. 16-20.

20.

Системы искусственного интеллекта в интеллектуальных технологиях ХХI века / под ред. Ю. И. Нечаева. СПб.: Арт-Экспресс, 2011. 375 с.

Sistemy iskusstvennogo intellekta v intellektual'nykh tekhnologiiakh XXI veka [Artificial intelligence systems in intelligent technologies of the 21st century]. Pod redaktsiei Iu. I. Nechaeva. Saint Petersburg, Art-Ekspress Publ., 2011. 375 p.