Ледовое сопротивление судов с большим коэффициентом общей полноты при взаимодействии с битым льдом

• Автор: Сандаков, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ РАСЧЁТА

ЛЕДОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ БИТОГО ЛЬДА ДВИЖЕНИЮ

СУДОВ С ПОЛНЫМИ НОСОВЫМИ ОКОНЕЧНОСТЯМИ

1.1 Ледовые условия на внутренних водных путях России, как

препятствие судоходству

1.2 Краткая характеристика условий плавания в битых льдах

1.3 Процесс образования и классификация битых льдов.

1.4 Анализ состава флота, работающего в ледовых условиях на

внутренних водных путях России
1.5 Сравнительный анализ существующих методик расчёта
элементов ледовой ходкости для транспортных судов в битых
льдах
1.6 Постановка задачи исследования ледового сопротивления
движению судов битых льдов
1.7 Резюме
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
КОРПУСА СУДНА БОЛЬШОЙ ПОЛНОТЫ С БИТЫМ ЛЬДОМ
2.1 Физическая картина взаимодействия корпуса судна с битым
льдом
2.2 Исходные данные и допущения при построении
математической модели
2.3 Описание формы ледовой наделки и определение её параметров
2.4 Анализ составляющих ледового сопротивления
2.5 Сопротивление обломков льда при движении в поле битого льда
2.5.1 Составляющая сопротивления обломков, обусловленная
плавучестью льдин.

2.5.2 Сопротивление обломков, обусловленное инерционной
составляющей
2.5.3 Сопротивление обломков, обусловленное гидродинамической
составляющей
2.6 Чистое ледовое сопротивление
2.7 Автоматизированный расчёт коэффициентов формы ледовой
наделки
2.7.1 Расчет функций инерционных сил
2.7.2 Расчет гидродинамических функций и функций притапливания
2.7.3 Проверка вычислений
2.8 Влияние цилиндрической вставки на ледовую ходкость
транспортного судна в битых льдах
2.9 Резюме
3 НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ХОДКОСТИ РЕЧНЫХ БАРЖ В
БИТЫХ ЛЬДАХ
3.1 Натурные испытания судов во льдах
3.2 Организация и принципы проведения испытаний судов во льдах
3.3 Техника измерений элементов судна и параметров внешней
среды при натурных ледовых испытаниях
3.4 Методика проведения натурных испытаний судов с большим
коэффициентом общей полноты в битых льдах
3.5 Использованная аппаратура
3.6 Обработка материалов наблюдений натурных испытаний
3.7 Проведение натурного эксперимента по изучению ледовой
ходкости толкаемого состава с баржой пр.Р-167 в битых льдах
3.8 Результаты натурных испытаний толкаемого состава с баржой
пр. Р-
3.9 Обработка результатов натурных испытаний баржи пр. Р-167
3.10 Резюме

4 МОДЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СУДОВ С БОЛЬШИМ
КОЭФФИЦИЕНТОМ ОБЩЕЙ ПОЛНОТЫ В БИТОМ ЛЬДУ
4Л Теоретические основы ледового модельного эксперимента
4.2 Модель битого льда
4.3 Разработка методики модельного эксперимента
4.3.1 Модель ледяного покрова
4.3.2 Модель судна
4.4 Оборудование и аппаратура использованная в модельном
эксперименте
4.5 Проведение модельного эксперимента
4.6 Результаты модельных испытаний
4.7 Резюме
5 ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАСЧЁТА ЛЕДОВОЙ
ХОДКОСТИ СУДОВ С ПОЛНЫМИ ОБВОДАМИ КОРПУСА
В БИТЫХ ЛЬДАХ
5.1 Полуэмпирический метод расчёта ледового сопротивления
5.2 Определение настроечных коэффициентов для расчёта ледового
сопротивления
5.3 Схема расчёта ледовой ходкости судов с полными обводами при
использовании полуэмпирической модели ледового сопротивления в битых льдах полноты в битых льдах
5.4 Резюме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ

Выражения (1.9), (1.10) носят эмпирический характер и по сути дела представляют собой комбинации степенных функций параметров льда и судна. Данные методы относятся к конкретному типу судов и определённым ледовым условиям, в которых проводились натурные испытания.
Метод А.Я. Рывлина [43, с.131] R = рлл/Ш(^ j^i (l + 2faH +
+ T2pnbhB(f + aHtgcp2(9)Fr + Y2pnbhLtg2(p2(?Fr2 (1.11)
Метод Ю.А. Сандакова [78, c.87] R = pny[bh [/сраз^1 (l +
+2 faH £) + klfa^ + YPnbhB(f + aHtg ~+klpnbhLtg2q)2§Fr2 (1.12).
Методика А.Я. Рывлина создавалась для морских условий плавания и для морского флота. Ю.А. Сандаковым в данную методику были внесены поправки по результатам натурных наблюдений и испытаний речных судов.
В методику расчёта был введён безразмерный коэффициент, зависящий от степени разрушения ледяного покрова краз, а также коэффициент к2, определяемый от угла входа носовой ветви КВЛ ф2ф и сплочённости битого льда s.
Метод В.А. Тронина, A.C. Полякова [90, с.97] R = —2кх21(1 — -к0)P»hsv2 J^Tfydx + /(1 - k0)p,hsv2 f‘“ xy 77 +
(1 - -kypjisu2 jj! Pvlydx +/(1 - k0jJjИр + /, [(1 --h)P,ghs!'“J2!^ +
m-k+ а --k0)p,/
ni-ko)p„^!‘»;^+fa--k0)p„ghst‘"a!?fZ + (1-ka)p^^^i+ni - -ko)p,4^^^ + (