Разработка методов расчета характеристик демпфирования общей вибрации судов с учетом гидродинамических сил волновой и вязкостной природы

• Автор: Норьков, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.08.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 РАСЧЕТ ВИБРАЦИИ С УЧЕТОМ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ ДВИЖЕНИЮ СУД11А
1.1. Механизмы рассеяния энергии в жидкость п классификация гидродинамических сил при демпфировании общей вибрации судна
1.2. Форма представления сил сопротивлении воды ходу судна и демпфирование общей вибрации 1 б
1.3. Математическая модель изгибных колебаний корпуса судна
ГЛАВА 2 РАСЧЕТ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА СБХ
Введение
2.1. Применение численных методов в расчетах задач прочности и гидродинамики
2.2. Основные особенности применения метода конечных объемов
2.3. Постановка и решение задачи о трехмерном обтекании модели судна
2.4. Верификация численного расчета
2.5. Численное определение гидродинамических сил для глиссирующего судна .
2.6. Применение распределенных вычислений при решении сопряженных задач прочности и гидродинамики судов
2.7. Рекомендации по формированию численной модели
ГЛАВА 3 РАСЧЕТ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВИБРАЦИИ, ВЫЗВАННЫХ ПОПЕРЕЧНЫМ ОБ ТЕКАНИЕМ КОРПУСА, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА СБХ
Введение
3.1 Поперечное обтекание цилиндрического стержня
3.2 Постановка задачи поперечного обтекания судна
3.3 Решение задачи плоского обтекания шнангоутного контура в программном комплексе АХБУБ СИХ. Рекомендации по настройке решения задачи

3.4 Влияние конструктивных факторов на величину гидродинамического демпфирования
ГЛАВА 4 РАСЧЕТ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДЫ ДВИЖЕНИЮ СУДНА И СООТВЕТСТВУЮЩИХ ИМ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВИБРАЦИИ
4.1 Анализ распределения сил сопротивления воды движению судна по длине корпуса
4.2 Влияние скорости хода судна и тона колебаний на силы сопротивления вибрации
4.3 Практический метод оценки сил гидродинамического демпфирования волновой и вязкостной природы. Приближенные формулы
4.4 Сравнение с экспериментом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время силы сопротивления вибрации судна, не имеющего хода, изучены достаточно хорошо. В отечественном судостроении первые исследования, касающиеся вынужденной вибрации и сил сопротивления, были проведены А.Н. Крыловым еще в 1900 году [44]. В последующие годы усовершенствованием расчетов вибрации для судов, не имеющих хода, занимались многие ученые-судостроители [7, 8, 9, 11, 16, 18, 23, 24, 45, 49, 55, 56, 57, 59, 67, 74]. Особо стоит отметить работы следующих авторов, связанные с гидроупругой постановкой задач вибрации судна: С.К. Дорофеюк [17], Ф. Льюис, Т. Кумаи, К. Мацура, Д.М. Ростовцев [59] и С.В. Сочинский [61]. Этими авторами рассмотрены методы учета влияния жидкости и пространственного характера ее течения на вибрацию судна. Влиянием жидкости на местную вибрацию подробно занималась Е.Н. Щукина [70, 71]. Большой вклад к проблемам гидроупругости, решаемым с помощью численных методов сделан О. Зенкевичем [77]. Он впервые показал эффективность использования метода конечных элементов для решения связанных задач о колебаниях твердого деформируемого тела и жидкости. В последующие годы численные методы развивали Д.М. Ростовцев, В.А. Постнов [13, 57], В.И. Поляков, Г.Б. Крыжевич [25, 27, 28, 31, 32, 76], М.Ю. Миронов, Ю.В. Гурьев [14, 15], Н.Ф. Ершов и Г.Г. Шахверди [18], А.Г. Таубин [65], К. Бребиа, Ж. Телеса и JI. Вроубел [12], Ю. Матсура и К. Арима, П. Орсеро и Дж. Арманда и др.
Изучением нагрузок, вызывающих динамический изгиб корпуса водоизмещающего судна и его волновую вибрацию занимались в своих работах М.А. Бельгова [8], Г.В. Бойцов [9], Г.В. Бойцов и С.Г. Вагенгейм [10], К. Бреббиа и С. Уокер [11], Д.М. Ростовцев [22, 56, 58], Д.М. Ростовцев и О.Н. Рабинович [23], O.A. Осипов [53], Г.С. Чувиковский [66], И.М. Белов, М.А. Кудрин и др. Однако в этих работах оценка сил сопротивления вибрации произведена без учета влияния скорости хода и

времени могут быть вынесены за знак интегралов и интегральные уравнения примут вид:
где V и 8 - соответственно обозначают объемные и поверхностные области интегрирования; с1п, - различные декартовые компоненты нормального поверхностного вектора направленного наружу.
Следующий шаг в численном алгоритме - дискретизация объемных и поверхностных интегралов. Для иллюстрации этого шага, рассмотрим один конечный объем:
^-ІрсіУ + Іри/п^ 0;

центр
элемента
точка
интегриров ания
Рис. 2.2.2. Элемент сетки
Объемные интегралы решаются для каждого сектора конечного объема и сливаются в конечный объем, которому принадлежат сектора.
Поверхностные интегралы решаются в точках интеграции Орп),