bluuebunny/crossref_metadata_2025_split huggingface dataset:
Analysis of the process of obsessing the turning of the vessel
Authors: Васьков А.С. , Штанько А.Н. , Еськова А.В. 
Published: September 2022

При маневрировании судна отсутствуют методы определения начала одерживания поворота в ручном и автоматическом режимах. На основе экспериментальных маневров предлагается способ нахождения точки одерживания поворота установившейся циркуляции судна, основанный на разделении элементов поворота на периоды с последующей их аппроксимацией различными функциями. Произведена оценка качества аппроксимации, доказана эффективность выбранных функций. Для выполнения расчетов использовались записи данных движения имитационной модели, полученные с использованием судоводительского тренажера. Серия проведенных экспериментов включала временные ряды измерений с последующим сглаживанием методом на основе функции Гаусса, при циркуляции судна с различными кладками руля. Использование предложенного способа возможно как при табличном учете циркуляции, так и для формирования командного сигнала систем автоматического управления судном.
When maneuvering a vessel, there are no methods for determining the beginning of the obsession of turning in manual and automatic modes. Based on experimental maneuvers, a method is proposed for finding the point of obsession of the rotation of the steady circulation of the vessel, based on the division of the elements of rotation into periods with their subsequent approximation by various functions. The quality of the approximation is evaluated, the effectiveness of the selected functions is proved. To perform the calculations, records of the motion data of the simulation model obtained using a navigation simulator were used. A series of experiments included time series of measurements with subsequent smoothing by the method based on the Gauss function, during the circulation of a vessel with different rudder masonry. The use of the proposed method is possible both for tabular circulation accounting and for the formation of a command signal of automatic ship control systems.
Numerical simulation of the dynamic process of ship collision based on the coupled problem of the motion of one-dimensional models in a fluid
Authors: Родионов А.А. , Карпенко Е.А. , Коршунов В.А. 
Published: September 2022

Объектом исследования данной статьи является процесс динамического столкновения судов. Сталкивающиеся суда представляются деформируемыми одномерными моделями с учетом сопротивления воды. Разработаны математические модели судов на основе одномерных уравнений теории балок и стержней. Анализ влияния воды на движение сталкивающихся судов выполнен с помощью аналитических методов гидроупругости. Для учета внедрения носа таранящего судна в борт таранимого судна использован коэффициент жесткости, который получен в результате обработки опубликованных численных результатов анализа столкновения трехмерных моделей судов. Проведено исследование различных способов учета влияния сопротивления воды на кинематические и энергетические параметры судов. Расчеты приведены для материала, подчиняющегося закону линейного упрочнения для случая одноосного растяжения, с использованием диаграммы пластического течения с учетом разгрузки материала.
The object of research of this article is the process of dynamic collision of ships. Colliding vessels are represented by deformable one-dimensional models taking into account water resistance. Mathematical models of ships based on one-dimensional equations of the theory of beams and rods have been developed. The analysis of the influence of water on the movement of colliding ships was carried out using analytical methods of hydroelasticity. To account for the introduction of the bow of the impacting ships into the side of the impacted ship, the stiffness coefficient was used, which was obtained as a result of processing the published numerical results of the collision analysis of three-dimensional models of ships. A study of various ways of accounting for the influence of water resistance on the kinematic and energy parameters of ships has been carried out. Calculations are given for a material obeying the linear hardening law for the case of uniaxial stretching, using a plastic flow diagram taking into account the unloading of the material.
Experimental evaluation of the quality of expanded joints with different types of seals
Authors: Санников А.В. , Стоянов Т.Ю. , Ефремов А.К. 
Published: September 2022

В работе рассматривается проблема обеспечения герметичности и прочности вальцованных соединений труб с трубными решетками. Приведены факторы, снижающие герметичность и прочность вальцованных соединений. Описаны два основных способа повышения качества вальцованных соединений путем применения кольцевых уплотнительных элементов, а именно: способ нарезания на стенках отверстий трубной решетки кольцевых канавок прямоугольного сечения, способ формирования на стенках отверстий трубной решетки кольцевого уплотнительного рельефа шариковым раскатником. Для оценки влияния описанных выше способов повышения локальных контактных давлений на прочность и герметичность выполнены сравнительные испытания трех типов соединений: гладких соединений (без кольцевых уплотнительных элементов), соединений с накатанными на поверхности трубной решетки кольцевыми выступами, соединений с нарезанными на поверхности трубной решетки канавками. Описанный в работе эксперимент продемонстрировал существенное повышение герметичности и прочности при применении как канавок, так и кольцевого уплотнительного рельефа в соединении трубы с трубной решеткой.
The paper considers the problem of increasing the tightness and strength of expanded tube joints with tubesheets. The factors that reduce the tightness and strength of expanded joints are given. Two main methods of improving the quality of expanded joints by using annular sealing elements are described, namely: a method of cutting annular grooves of rectangular cross-section on the walls of the holes of the tubesheets, a method of forming an annular sealing relief on the walls of the holes of the tubesheets with a ball rolling machine. To assess the effect of the methods for increasing local contact pressures on strength and tightness, comparative tests of three types of joints were performed: smooth joints (without annular sealing elements), joints with annular protrusions rolled on the surface of the tubesheet, joints with grooves cut on the surface of the tubesheet. The experiment described in the paper demonstrated a significant increase in tightness and strength when using both grooves and an annular sealing relief in the connection of a tube with a tubesheet.
Safety management of ship power plants based on fuzzy logic
Authors: Туркин В.А. , Стяжкин А.А. , Загурский Е.Ф. 
Published: September 2022

Предложено для анализа безопасности эксплуатации судовых энергетических установок использовать не вероятностный, а возможностный подход, основанный на применении теории нечетких множеств. При этом осуществляется замена точечных оценок вероятностей конкретных предпосылок их интервальными оценками, выраженными в форме нечетких чисел. Используя метод нечетких чисел получено, что возможность остановки главного двигателя в ходу судна будет оцениваться диапазоном изменения частоты от 0,0862 до 0,968 при наиболее вероятном ее значении 0,0915 год-1. Как показывает статистика катастрофических разливов нефти с танкеров, наиболее опасная ситуация может возникнуть в случае одновременного наличия следующих событий: следование танкера поблизости от берега и наличие штормовой погоды. На основании экспертных оценок установлено, что вероятность движения танкера вблизи берега оценивается значением 0,04, а вероятность наличия штормовой погоды – 0,05. Тогда частота возникновения катастрофической ситуации с танкером вследствие разлива нефти будет равна 1,83·10-4 год-1. Имея значение частоты аварий можно оценить величину риска и предложить мероприятия по его снижению, если риск будет превышать приемлемую величину.
It is proposed to use not a probabilistic, but a probabilistic approach based on the application of the theory of fuzzy sets to analyze the safety of operation of ship power plants. In this case, point estimates of the probabilities of specific prerequisites are replaced by their interval estimates expressed in the form of fuzzy numbers. Using the fuzzy number method, it was obtained that the possibility of stopping the main engine during the course of the vessel will be estimated by the frequency change range from 0.0862 to 0.968, with its most probable value being 0.0915 year-1. As the statistics of catastrophic oil spills from tankers show, the most dangerous situation can arise in the event of the simultaneous presence of the following events: a tanker moving close to the coast and the presence of stormy weather. Based on expert assessments, it was found that the probability of a tanker moving near the coast is estimated at 0.04, and the probability of stormy weather is 0.05. Then the frequency of occurrence of a catastrophic situation with a tanker due to an oil spill will be equal to 1.83•10-4 year-1. Having the value of the frequency of accidents, it is possible to assess the magnitude of the risk and propose measures to reduce it if the risk exceeds an acceptable value.
Calculation of Nusselt number for a steady turbulent non-isothermal fluid flow in a pipe with constant heat flux density on the wall using turbulent Prandtl number
Authors: Никущенко Е.А. 
Published: September 2022

При решении задач теплообмена при турбулентном течении жидкости в трубах в настоящее время приходится эмпирически вводить понятия турбулентной теплопроводности и соответствующего коэффициента турбулентной температуропроводности. Этот коэффициент выражают через коэффициент турбулентной вязкости, который конкретизируют с помощью той или иной полуэмпирической модели турбулентности. В данной работе такая конкретизация получена на основе обобщения формулы Ньютона для касательного напряжения в жидкости за счет придания ей степенного вида. Рассчитано число Нуссельта для установившегося турбулентного неизотермического течения жидкости в трубе с постоянной плотностью теплового потока на стенке при использовании турбулентного числа Прандтля. Полученное решение задачи о течении жидкости в трубе в турбулентном режиме течения с постоянной плотностью теплового потока на стенке может быть полезно, по крайней мере, для получения предварительных, оценочных характеристик перед началом численного моделирования течения с использованием современных пакетов прикладных программ.
At present in process of solution of problems of heat transfer in a turbulent flow of fluid in pipes, it is necessary to empirically introduce the concepts of turbulent thermal conductivity and the corresponding coefficient of turbulent thermal diffusivity. This coefficient is usually written in terms of the turbulent viscosity coefficient, which is determined with help of one or another semi-empirical turbulence model. In the present article, such concretization is obtained based on a generalization of Newton's formula for shear stress in fluid by its representation a power-law form. Nusselt number is calculated for a stationary turbulent flow of a non-isothermal fluid in a pipe with a constant heat flux density on the wall using the turbulent Prandtl number. The obtained solution of the problem of fluid flow in a pipe in a turbulent flow regime with a constant heat flux density on the wall can be useful, at least to obtain of initial flow parameters before numerical simulation of the flow using modern software packages.
Development of hardware and software equipment for oil pollution monitoring with the possibility of integration into remotely operated vehicles
Authors: Прощенко Д.Ю. , Букин О.А. , Чехленок А.А. , Букин И.О. , Коровецкий Д.А. , Соколова И.В. , Надежкин А.В. , Голик С.С. 
Published: September 2022

Разработан аппаратно-программный комплекс для идентификации следов нефтепродуктов в морской воде с возможностью интеграции на телеуправляемые необитаемые подводные аппараты типа Rovbuilder 660 и 660D. В лабораторных условиях получены спектральные характеристики флуоресценции и определены пределы обнаружения растворов легких сортов топлива типа DMA, DMZ и тяжелых типов судового топлива RMB30, RME180 в морской воде. Для автоматического распознавания исследуемых сортов нефтепродуктов был разработан программный компонент с элементами искусственного интеллекта с использованием языка программирования Python с библиотеками scikit-learn и NumPy. Данный программный компонент позволяет осуществлять типовую классификацию растворенных в морской воде исследуемых сортов нефтепродуктов с вероятностью выше 80 %. Установлена возможность практического применения разработанного комплекса согласно критериям чистых вод по конвенции МАРПОЛ (допустимый предел концентрации растворённых нефтепродуктов менее 15 ppm).
A hardware-software complex has been developed for identifying traces of oil products in sea water with the possi-bility of integration into a remote-controlled unmanned underwater vehicle “Rovbuilder 600” and “Rovbuilder 660D” type. Under laboratory conditions, the spectral characteristics of the fluorescence of solutions were obtained and the limits of detection of light fuel such as DMA, DMZ and heavy types of marine fuel RMB30, RME180 in sea water were determined. For automatic recognition of the studied varieties of oil products, a software component with elements of artificial intelligence was developed using the Python programming language with the scikit-learn and NumPy frameworks. This software component allows for a typical classification of the studied varieties of oil products dissolved in sea water with a probability of more than 80%. The possibility of application of the developed complex in accordance with the criteria for clean water under the MARPOL Convention has been established (permissible concentration limit of dissolved petroleum products is less than 15 ppm)
Smoothing methods comparison on the model’s experimental data
Authors: Васьков А.С. , Мироненко А.А. 
Published: September 2022

При автоматизации многих задач судовождения критична качественная обработка измеряемой информации о параметрах движения подвижного объекта (судна). В практике судовождения распространенным приемом предварительной обработки серии измерений является их сглаживание. Для повышения точности и достоверности измерений/вычислений выполнены натурные измерения на специально сконструированной физической модели судна и бортового информационно-измерительного модуля. Проведен детальный критический анализ алгоритмов предварительной обработки информации, на примере получения истинного курса модели судна. Серия проведенных экспериментов включала временные ряды измерений с последующим сглаживанием различными алгоритмами, как в статичном положении модели судна, так и при различных режимах движения (прямой курс, маневры, циркуляции). На основании полученных данных и результатов моделирования предложен новый вариант сглаживания, в виде скользящего среднего из скользящих средних исходных измерений и средних, взятых после первого осреднения по трем точкам. Полученные серии сглаженных измерений предложенным новым методом, в сравнении с другими алгоритмами, лучше компенсирует погрешности, соответствует характеру физических процессов и обладает большей гладкостью. Предполагаемая модель сглаживания может служить математической основой проектирования информационно-измерительных комплексов подвижных объектов и их оптимизации.
The automation of various navigation tasks requires the high-quality preprocessing of the measured vessel’s motion parameters. The smoothing of the measurement series is the common preprocessing technique in the navigation practice. To improve the accuracy and reliability of the data the full-scale measurements on a specially designed vessel’s physical model have been performed. A detailed analysis of some preliminary processing algorithms has been carried out on the basis of the obtaining the true course of the vessel’s model. The experiments have included the series of measurements and subsequent smoothing of the data by various algorithms as in static position of the vessel’s model so during the movement. Due to the obtained data and the simulation results a new algorithm of smoothing based on a running average approach over three points has been designed. The results of the measurements data smoothing by new method compensate the errors better, correspond to the physical processes and have greater smoothness in comparison with other algorithms. The assumed smoothing algorithm may be used as the mathematical model for designing the information-measuring complexes of the moving objects and their optimization.
Detection and identification of a low-noise moving source against the background of noise from short-range shipping in shallow sea
Authors: Касаткин Б.А. , Злобина Н.В. , Касаткин С.Б. 
Published: September 2022

В статье получено модельное описание звуковых полей в волноводе жидкий слой – твердое полупространство в диапазоне частот, меньших первой критической частоты модельного волновода. Выполнено экспериментальное исследование звуковых полей в скалярно-векторном описании, создаваемых движущимся малошумным источником, в присутствии интенсивных шумов ближнего судоходства. Для обнаружения малошумного источника на фоне шумов ближнего судоходства использована вертикальная приемная система, оснащенная комбинированными приемниками, помехоустойчивость которых существенно увеличена использованием алгоритмов обработки по полному набору информативных параметров, характеризующих скалярно-векторную структуру звукового поля. Выполнена верификация модельного описания путем сравнения параметров вертикальной структуры звуковых полей с экспериментальными данными. Для обнаружения и идентификации малошумного движущегося источника в звуковом диапазоне частот использованы параметры инвариантной структуры звукового поля, соответствующей движению источника. Выполнен спектральный анализ дискретных составляющих вально-лопастного звукоряда малошумного источника, подтвердивший его обнаружение на всем интервале наблюдения.
The article provides a model description of sound fields in a waveguide consisting of a liquid layer and a solid half-space in the frequency range below the first critical frequency of the model waveguide. An experimental study of sound fields in a scalar-vector description, created by a moving low-noise source, in the presence of intense short-range navigation noise, has been carried out. A vertical receiving system equipped with combined receivers is used to detect a low-noise source against the background of short-range shipping noise. Noise immunity of receivers is significantly increased by using processing algorithms for a full set of informative parameters characterizing the scalar-vector structure of the sound field. The model description is verified by comparing the parameters of the vertical structure of sound fields with experimental data. The parameters of the invariant structure of the sound field corresponding to the movement of the source are used to detect and identify a low-noise moving source in the sound frequency range. A spectral analysis of the discrete components of the shaft-blade sound scale of a low-noise source was performed, which confirmed its detection over the entire observation interval.
Regulatory and Planning Arrangements in Chinese traffic to Western European ports
Authors: Бобрик П.П. , Шаталова Н.В. , Вислогузов В.В. 
Published: September 2022

Статья посвящена оценке последствий сильного роста цен на морской фрахт из Китая с момента ковидных событий во всем мире. В качестве основной долгосрочной причины роста называется общемировая инфляция. Среди временных локальных факторов отмечаются ковидные ограничения и недостаточное число судов из-за низких цен фрахта в предыдущие годы. Анализируется относительно стабильная рыночная ситуация до 2020 года. Она характеризовалась долей морских перевозок на направлении Китай - Западная Европа свыше 90%, и в два-три раза более дорогими железнодорожными тарифами. За последние пару лет в результате опережающего роста фрахта стоимость доставки морем и по суше стала соизмеримой. Это создало предпосылки для значительного передела рынка в пользу железной дороги. Предложен прогноз эволюционного сценария, предполагающий возвращение ситуации на направлении Китай - Западная Европа к доковидным пропорциям в ближайшие годы. Также рассмотрен вариант запуска по направлению транзитного железнодорожного коридора. В этом случае снижение потока китайских грузов в порты Западной Европы может достигнуть величины до 7 млн TEU в год.
The article is devoted to the assessment of the consequences of a strong increase in prices for sea freight from China since the covid events around the world. Global inflation is cited as the main long-term cause of growth. Among the temporary local factors, covid restrictions and an insufficient number of vessels are noted due to low freight prices in previous years. The relatively stable market situation until 2020 is analyzed. It was characterized by the share of sea transportation on the China -Western Europe route over 90%, and two to three times more expensive rail tariffs. Over the past couple of years, as a result of the outstripping growth of freight, the cost of shipping by sea and by overland has become comparable. This created the prerequisites for a significant redistribution of the market in favor of the railway. A forecast of an evolutionary scenario is made, suggesting a return of the situation in the China-Western Europe direction to pre covid proportions in the coming years. The option of launching a transit railway corridor is also being considered. In this case, the decrease in the flow of Chinese cargo to the ports of Western Europe can reach up to 7 million TEU per year.