Исследование управляемости судов в условиях ветра и волнения

• Автор: Юрканский, Александр Викторович
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 118 с. : ил.

• Содержание

Обозначения и сокращения Введение
Глава 1 Экспериментально-расчетная методика определения сил и момента волнового дрейфа
1.1 Методика проведения испытаний в маневренно-мореходном бассейне по определению сил и момента волнового дрейфа
1.2 Определение структурной зависимости средних составляющих сил волнового дрейфа от кинематических параметров судна и параметров волнения
,* 1.3 Определение зависимости структурных коэффициентов от
"к'
7 ' геометрических характеристик судна
1.4 Методика пересчета сил и момента волнового дрейфа на нерегулярное волнение заданного спектра
Глава 2 Математическое моделирование движения судна в условиях ветра и волнения
2.1 Уравнения движения судна в условиях ветра и волнения
2.2 Результаты математического моделирования и оценка их достоверности на основании сравнения с результатами физического моделирования и натурных испытаний
2.3 Представление результатов математического моделирования в виде секторных диаграмм управляемости
Глава 3 Определение регулярной волны, эквивалентной с точки зрения волновых сил, нерегулярному волнению заданного спектра '* 3.1 Оценка управляемости судна методом прямого физического
моделирования в маневренно-мореходном бассейне
3.2 Определение эквивалентной регулярной волны

Глава 4 Разработка мероприятий по обеспечению управляемости судна в штормовых условиях
4.1 Конструктивные рекомендации по улучшению управляемости судна в штормовых условиях
4.2 Эксплуатационные рекомендации по улучшению управляемости судна в штормовых условиях
Заключение
Литература
Обозначения и сокращения
ио - скорость хода модели на прямом курсе на тихой воде,
X - длина регулярной волны, й - высота регулярной волны, со - частота регулярного волнения,
О - скорость хода,
Ф - угол курса,
Р - угол дрейфа,
Я - радиус кривизны траектории,
Ь - длина судна,
В - ширина судна,
Т - осадка судна,
8у - коэффициент общей полноты,
ку - относительный продольный радиус инерции судна, g — ускорение свободного падения, р - плотность воды,
Рг - число Фруда (по скорости),
- угла встречи судна с волной,
8К - угол перекладки руля,
Х№, М№ - средние значения волновых сил и момента, действующих на судно на регулярном волнении,
Хг,УГ,МГ - гидродинамические силы и момент, действующие на корпус судна,
Хк,УК,МК - гидродинамические силы и момент, обусловленные перекладкой руля,

Анализ обширных экспериментальных данных (по ходкости) различных исследователей позволил выделить две группы факторов в основном влияющих на дополнительное сопротивление судна в условиях волнения [10], [18], [50], [51]. Первую группу факторов образуют отношения главных размерений судна, а именно B/L, L/T, В/T, коэффициент общей полноты 5у и относительный продольный радиус инерции ку, вторую - число Фруда (или скорость хода), относительная длина волны (XfL.) и курсовой угол относительно направления волн (т.е. угол встречи судна с волной Qw).
При отработке структурных зависимостей (9)-(11) полагалось, что указанные факторы (первой группы) целиком определяют значение коэффициентов сил волнового дрейфа (С*,Су и С^). Как уже отмечалось, относительный продольный радиус инерции оказывает сильное влияние на величину дополнительного сопротивления (и С* соответственно), но поскольку для обычного морского судна его значение может меняться в малом диапазоне ку = 0,22 - 0,25 [10], [62], [105] в расчетной формуле (8) он отсутствует. Значение относительного продольного радиуса инерции для моделей испытанных судов также лежит в диапазоне ку = 0,22 - 0,25.
Получение достоверных результатов по приведенным выше формулам (10)-(12) возможно в том случае, если отношение геометрических характеристик судна находятся в следующих диапазонах:
отношение длины к осадке 10,0 <~< 23,0

отношение ширины к осадке 1,0 < — <3,7
отношение длины к ширине 5,0 < — < 12,0