Анализ воздействия гидродинамических факторов на береговые железнодорожные сооружения

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.

1. Серебряков 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-rossi

2. 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.

3. 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/en15093251

4. Trimulyono 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: 10.1088/1755-1315/1298/1/012002

5. Meringolo 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.2015.04.004

6. Wendland 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/BF02123482

7. 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.

8. Madsen O.S. On the generation of long waves // Journal of Geophysical Research. 1971. Vol. 76. Issue 36. Pp. 8672–8683. DOI: 10.1029/JC076i036p08672

9. Trimulyono 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: 10.1088/1755-1315/1198/1/012001