Hydrodynamic resistance of rafting units of new design

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article presents the results of experimental data analysis of the logs rafting units’ unsteady motion under the shallow waters effect. A float unit composed of four small volume bundles (up to 5 cubic meters) linked by the means of the fastening logs and flexible couplings has been proposed for rafting in shallow rivers. As the result of experimental research the mathematical model of hydrodynamic resistance was obtained. The timber transport units (TTU) included from 1 to 6 raft sections. The study was performed with a 1 : 20-scaled model. The length-to-width ratio of the TTU varied from 1 to 6. Froude scaling was performed over the range from 0.16 to 0.46 in case of uniform motion of the TTU. The experiments in unsteady motion conditions were performed using Froude scaling and Ho-criterion. The experiments were performed within the Reynolds number range of 3.1∙104…5.5∙105. The models were towed at speeds of 0.1…0.3 m/sec. Quadratic dependences of the water resistance force to the velocity of the uniform motion of the TTU models have been derived. The water resistance in the case of the TTU non-stationary motion is represented as the latter one for the uniform motion plus additional resistance arising during non-stationary motion. The values taken into account as the aggregated nonstationarity coefficient included: entrained water, body of water in the TTU cavities and additional water resistance. Dependences of the nonstationarity coefficient to the relative motion speed for all TTU models at the depth / draft ratios of 7.0; 5.0; 4.0; 2.7; 1.6 have been derived. The results obtained allow the researchers to determine the TTU acceleration time and starting course. Some additional tasks become solvable. For instance, necessary acceleration force for attainment of a TTU predetermined motion speed can be found.

About the authors

Andre Yur'evich Manukovski

Voronezh State Forestry University

Email: mayu1964@mail.ru

Yana Shadrina

Voronezh State Forestry University

Email: ya.shadrina@narfu.ru

References

  1. Афоничев Д. Н., Папонов Н. Н., Васильев В. В. Сплоточная единица стабилизированной плавучести // ИВУЗ «Лесной журнал». 2010. № 6. С. 114—120.
  2. Афоничев Д. Н., Васильев В. В., Папонов Н. Н. Совершенствование конструкции плота для сплава древесины по рекам с малыми глубинами // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). 2012. № 76 (2). С. 1—10. Текст: электронный.
  3. Барабанов В. А. Исследование разворота лесотранспортной единицы при неуста-новившемся режиме движения // Материалы Всерос. конф. «Химико-лесной комплекс / Проблемы и решения». Красноярск, 2002. С. 71—76.
  4. Корпачев В. П. Общий вид дифференциальных уравнений движения лесотранспортных единиц в водном потоке // Технология, комплексная механизация лесозаготовительных работ и транспорт леса. Л.: ЛТА, 1972. С. 112—117.
  5. Мануковский А. Ю., Подойницын К. С., Завершинская О. В. Исследование гидродинами-ческого сопротивления движению сортиментных плотов // Лесотехнический журнал. 2011. № 3. С. 83—87.
  6. Мануковский А. Ю., Макаров Д. А. К вопросу о сплаве леса по рекам с малыми глубинами // Леса России в XII веке: Материалы Девятой междунар. научно-техн. интернет-конф. Сент., 2012 г. СПб., 2012. С. 90—93.
  7. Митрофанов А. А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение. Архангельск: Изд-во Арханг. гос. техн. ун-та, 2007. 492 с.
  8. Мурашова О. В., Митрофанов А. А. Исследования гидродинамических характеристик плоских сплоточных единиц на моделях и в натурных условиях // Известия вузов. Лесной журнал. Архангельск: САФУ, 2007. № 1. С. 58—66.
  9. Овчинников М. М., Родионов П. М. Сопротивление движению хлыстовых плотов // Лесная промышленность. 1979. № 6. С. 28—29.
  10. Патент 115769, Р Ф, МПК В 65 G 69/20. Сплоточная единица / Г. Я. Суров, Я. В. Ватлина, Т. М. Шарова. Опубл. 10.05.2012, Бюл. № 13.
  11. Патент 2475408 Р Ф, МПК В 63 В 35/62. Плот / Д. Н. Афоничев, В. В. Васильев, Н. Н. Папонов. Опубл. 20.02.2013. Бюл. № 5.
  12. Перфильев П. Н., Митрофанов А. А. Исследования гидродинамических характеристик линеек из плоских сплоточных единиц // Известия вузов. Лесной журнал. Архангельск: САФУ, 2009. № 1. С. 44—51.
  13. Суров Г. Я. О влиянии массы воды в пустотах пучка брёвен на величину силы удара // Водный транспорт леса: Межвуз. сб. науч. тр. Красноярск: СибТИ, 1977. Вып. 5. С. 15—21.
  14. Харитонов В. Я. Сборник избранных трудов. Архангельск: САФУ, 2010. 480 с.
  15. Щербаков В. А. Исследование некоторых вопросов управления плотами при буксеровке в речных условиях: Дис. … канд. техн. наук. Л., 1961. 120 с.
  16. Shadrina Ya .V., Surov G. Ya. Research on models of the hydrodynamics resistance of timber transport units // International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM. Austria, 2018. Vol. 18, issue 3.2. P. 425—432.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Manukovski A.Y., Shadrina Y.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».