techtranspТехник транспорта: образование и практикаTransport Technician: Education and Practice2687-10252687-1033Federal state budget establishment additional professional education «Educational and instructional center for railway transportation»10.46684/2687-1033.2025.1.83-90DKAKCRtechtransp-769Research ArticleИНФРАСТРУКТУРА ТРАНСПОРТА: СОЗДАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РАЗВИТИЕTRANSPORT INFRASTRUCTURE: ESTABLISHMENT, OPERATION AND DEVELOPMENTАнализ воздействия гидродинамических факторов на береговые железнодорожные сооруженияAnalysis of the impact of hydrodynamic factors on coastal railway structuresВоробьевА. А.VorobyovA. A.

Воробьев Александр Алфеевич — доктор технических наук, доцент, профессор, заведующий кафедрой «Наземные транспортно-технологические комплексы» ПГУПС; член редакционного совета журнала, «Техник транспорта: образование и практика».

190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9;

РИНЦ ID: 290846

Alexander A. Vorobyov — Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor, Head of the Department of the Department of “Ground Transport and Technological Complexes”, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS); member of the editorial board of the journal, “Transport technician: education and pratice”.

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

ID RSCI: 290846

nttk@pgups.ruМайоровВ. С.MayorovV. S.

Майоров Владимир Сергеевич — кандидат технических наук, доцент ПГУПС.

190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Vladimir S. Mayorov — Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS).

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

mayorov.pgups@gmail.comКраснобрыжийС. А.KrasnobryzhyS. A.

Краснобрыжий Станислав Андреевич — кандидат технических наук, доцент ПГУПС.

190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Stanislav A. Krasnobryzhy — Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS).

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

nttk@pgups.ruКурковА. В.KurkovA. V.

Курков Александр Валентинович — кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры «Наземные транспортно-технологические комплексы» ПГУПС.

190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

РИНЦ ID: 1186645

Alexander V. Kurkov — Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Department of “Ground Transport and Technological Complexes”, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS).

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

ID RSCI: 1186645

nttk@pgups.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)РоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS)Russian Federation202504032025618390Copyright © Воробьев А.А., Майоров В.С., Краснобрыжий С.А., Курков А.В., 20252025Воробьев А.А., Майоров В.С., Краснобрыжий С.А., Курков А.В.Vorobyov A.A., Mayorov V.S., Krasnobryzhy S.A., Kurkov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.ttspo.ru/jour/article/view/769

Произведен анализ окружающего прибрежного рельефа перспективного с точки зрения развития высокоскоростного движения участка Северо-Кавказской железной дороги и традиционно применяемых на данном участке берегозащитных сооружений, построена трехмерная карта лоции вблизи исследуемого участка. Выполнен компьютерный эксперимент с помощью средств численного моделирования воздействия штормовых волн на берегозащитные сооружения и конструкции железнодорожного пути в районах интенсивного воздействия прибрежных штормовых приливов. Оценены интенсивность воздействия гидродинамических факторов на элементы конструкций и косвенное влияние традиционных берегозащитных сооружений на эрозию берега. Проведено компьютерное моделирование методом гидродинамики сглаженных частиц.

Построена карта распределения скоростей потока и избыточного давления для набегающей и отраженной волны на примере участка берега, получены численные показатели влияния гидродинамических факторов на береговые сооружения железнодорожного пути. Исследование показало преимущества интеграции указанных сооружений в естественный ландшафт благодаря значительному снижению воздействия отраженных волн на эрозию берега. Осуществлен сравнительный анализ влияния указанных гидродинамических факторов на классическую и альтернативную конструкции нижнего строения пути в прибрежной зоне, обеспечивающую максимальное использование естественной защиты береговой линии.

The analysis of the surrounding coastal relief of the North Caucasus Railway section, which is promising in terms of high-speed traffic development, and the coastal protection structures traditionally used on this section was carried out, and a three-dimensional map of the sailing directions near the section under study was constructed. A computer experiment was carried out using numerical modeling tools to examine the impact of storm waves on coastal protection structures and railway track structures in areas of intense coastal storm tide impact.

The intensity of the impact of hydrodynamic factors on structural elements and the indirect impact of traditional coastal protection structures on coastal erosion were estimated. Computer modeling was carried out using the smoothed particle hydrodynamics method.

A map of the distribution of flow velocities and excess pressure for the incident and reflected wave was constructed using a section of the coast as an example, and numerical indicators of the impact of hydrodynamic factors on the coastal structures of the railway were obtained. The study showed the advantages of integrating these structures into the natural landscape due to a significant reduction in the impact of reflected waves on coastal erosion. A comparative analysis of the impact of the specified hydrodynamic factors on the classical and alternative designs of the substructure of the track in the coastal zone, ensuring maximum use of the natural protection of the coastline, was carried out.

гидродинамика сглаженных частицподпорно-волноотбойные стеныжелезнодорожные сооружениянижнее строение путиэстакадаhydrodynamics of smoothed particlesretaining and seawallsrailway structuressubstructure of the trackoverpassИсследования, выполняемые по данной тематике, проводились в рамках реализации федеральной программы поддержки университетов «Приоритет-2030».The research carried out on this topic was conducted within the framework of the implementation of the federal program of support for universities “Priority-2030”.ReferencesСеребряков Г.Б., Гришин Н.А. Обзор методов берегозащиты на Черноморском побережье России // Архитектура Сочи. 2012. URL: https://arch-sochi.ru/2012/10/obzor-metodov-beregozashhityi-na-chernomorskom-poberezhe-rossiSerebryakov G.B., Grishin N.A. Review of coastal protection methods on the Black Sea coast of Russia. Architecture of Sochi. 2012. URL: https://arch-sochi.ru/2012/10/obzor-metodov-berego-zashhityi-na-chernomorskom-poberezhe-rossi (In Russ.).Ашпиз Е.С., Савин А.Н., Явна В.А. Защита железнодорожного пути линии Туапсе – Адлер от опасных склоновых процессов // Железнодорожный транспорт. 2017. № 7. С. 52–57. EDN YZHMXN.Ashpiz E.S., Savin A.N., Yavna V.A. Protection of the railway line Tuapse – Adler from dangerous landslip and rockslide processes. Railway Transport. 2017;7:52-57. EDN YZHMXN. (In Russ.).Ouyang Z., Khoo B.C. Two-Phase Smoothed Particle Hydrodynamics Modelling of Hydrodynamic-Aerodynamic and Wave-Structure Interaction // Energies. 2022. Vol. 15. Issue 9. P. 3251. DOI: 10.3390/en15093251Ouyang Z., Khoo B.C. Two-Phase Smoothed Particle Hydrodynamics Modelling of Hydrodynamic-Aerodynamic and Wave-Structure Interaction. Energies. 2022;15(9):3251. DOI: 10.3390/en15093251Trimulyono A., Dhanureski B.R., Samuel S., Jokosisworo S. Numerical simulation of water wave propagation using DualS-PHysics // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2024. Vol. 1298. Issue 1. P. 012002. DOI: 10.1088/1755-1315/1298/1/012002Trimulyono A., Dhanureski B.R., Samuel S., Jokosisworo S. Numerical simulation of water wave propagation using DualS-PHysics. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2024;1298(1):012002. DOI: 10.1088/1755-1315/1298/1/012002Meringolo D.D., Aristodemo F., Veltri P. SPH numerical modeling of wave–perforated breakwater interaction // Coastal Engineering. 2015. Vol. 101. Pp. 48–68. DOI: 10.1016/j.coastaleng.2015.04.004Meringolo D.D., Aristodemo F., Veltri P. SPH numerical modeling of wave–perforated breakwater interaction. Coastal Engineering. 2015;101:48-68. DOI: 10.1016/j.coastaleng.2015.04.004Wendland H. Piecewise polynomial, positive definite and compactly supported radial functions of minimal degree // Advances in Computational Mathematics. 1995. Vol. 4. Issue 1. Pp. 389–396. DOI: 10.1007/BF02123482Wendland H. Piecewise polynomial, positive definite and compactly supported radial functions of minimal degree. Advances in Computational Mathematics. 1995;4(1):389-396. DOI: 10.1007/BF02123482Macià F., Colagrossi A., Antuono M., Souto-Iglesias A. Benefits of using a Wendland Kernel for free-surface flows // 6th international SPHERIC workshop. Hamburg, Germany, 2011.Macià F., Colagrossi A., Antuono M., Souto-Iglesias A. Benefits of using a Wendland Kernel for free-surface flows. 6th international SPHERIC workshop. Hamburg, Germany, 2011.Madsen O.S. On the generation of long waves // Journal of Geophysical Research. 1971. Vol. 76. Issue 36. Pp. 8672–8683. DOI: 10.1029/JC076i036p08672Madsen O.S. On the generation of long waves. Journal of Geophysical Research. 1971;76(36):8672-8683. DOI: 10.1029/JC076i036p08672Trimulyono A., Abror I., Yudo H., Purwanto D.B. Sensitivity analysis of SPH parameters for long-distance water wave propagation // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023. Vol. 1198. Issue 1. P. 012001. DOI: 10.1088/1755-1315/1198/1/012001Trimulyono A., Abror I., Yudo H., Purwanto D.B. Sensitivity analysis of SPH parameters for long-distance water wave propagation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023;1198(1):012001. DOI: 10.1088/1755-1315/1198/1/012001

The authors declare that there are no conflicts of interest present.