Совершенствование теории судовождения на внутренних водных путях

• Автор: Тихонов, Вадим Иванович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 287 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения

Введение
1. Анализ исследований динамического взаимодействия водоизме-щающего судна с окружающей его жидкостью и задачи настоящей работы

1.1. Характеристики криволинейного движения судна

1.2. Методы определения инерционных усилий, действующих на корпус судна при криволинейном движении

1.3. Методы определения гидродинамических усилий неинерционной природы

1.4. Цель и задачи настоящего исследования

2. Основные закономерности динамического взаимодействия воды с корпусом судна

2.1. Присоединенная жидкость и ее роль в формировании действующих на судно усилий
2.2. Сравнительный анализ характера обтекания крыльев и судна потоком жидкости
2.3. Структура гидродинамических усилий, действующих на корпус судна при его произвольном плоском движении
2.4. Характеристики движения жидкости в плоском пограничном слое
2.5. Волнообразование и волновое сопротивление
3. Обоснование возможности условной замены корпуса судна его эквивалентным аналогом
3.1. Основные допущения и замечания
3.2. Динамические давления воды на поверхность корпуса судна
3.3. Средневзвешенная нормаль к ватерлинии

3.4. Гидродинамические усилия, действующие на корпус судна
4. Массы и моменты присоединенной жидкости
4.1. Кинетическая энергия идеальной жидкости
4.2. Кинетическая энергия реальной жидкости
4.3. Определение масс и моментов присоединенной воды
5. Продольные составляющие гидродинамических усилий, действующих на корпус судна
5.1. Циркуляционные усилия
5.2. Отрывные усилия
5.3. Силы вязкостной природы
5.4. Усилия, обусловленные волнообразованием
5.5. Анализ влияния крена судна на продольные составляющие корпусных усилий
6. Поперечные составляющие гидродинамических усилий, действующих на корпус судна
6.1. Циркуляционные усилия
6.2. Отрывные усилия
6.3. Силы вязкостной природы
6.4. Усилия, обусловленные волнообразованием
6.5. Анализ влияния крена судна на поперечные составляющие корпусных усилий
7. Уравнения плоского движения системы судно-жидкость
7.1. Преобразование уравнений Эйлера - Лагранжа для математического моделирования движения системы судно-жидкость
7.2. Составление общих уравнений движения системы судно-жидкость
7.3. Частная система уравнений неустановившегося движения судна на повороте реки
8. Анализ корректности выполненных исследований

8.1. Крен судна при его криволинейном движении
8.2. Вязкостное сопротивление формы при продольном движении судна
8.3. Вязкостное сопротивление формы при поперечном движении судна
8.4. Сопоставление результатов исследований с данными модельных и натурных испытаний судов
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1. Геометрические и скоростные характеристики судов
Приложение 2. Углы дрейфа судов на установившихся циркуляциях
Приложение 3. Документы, подтверждающие использование результатов исследований
В выражениях (1.45) и (1.46) учтено, что при одновременной смене знака у величин /3 и со коэффициенты С и С тоже меняют знаки.
Следует отметить, что согласно этой теории между некоторыми коэффициентами с, и т1 существует жёсткая взаимосвязь. Без учёта крена судна на циркуляции, а также вязкостной и волновой составляющих сопротивления жидкости [82]
т1=с2; т3=-0,5с4; т4=-2с5. (1-47)
К.К. Федяевскому и Г.В. Соболеву удалось теоретически определить для корпуса судна как крыла лишь значения коэффициентов циркуляционной составляющей гидродинамической нагрузки:
с, =>Гу; с2 - 0,5л"у; (1.48)

тх=0,5л— т2 =-0,25л—, (1-49)
а коэффициенты с3 - с5, т3 - т5 определялись по результатам модельных
испытаний. Более того, к значениям сх, с2, тх, т2 в виде сомножителей пред-
лагалось вводить поправки [111].
Попытки применения циркуляционно-отрывной теории крыла предельно малого удлинения для определения методами численного интегрирования коэффициентов с{ и т1 [15, 73, 81] при установившемся криволинейном движении судна к желаемым результатам не приводили.
Таким образом, методов аналитического определения коэффициентов ГДХ в настоящее время не существует, а практическая значимость циркуляционно-отрывной теории крыла, предложенной К.К. Федяевским и Г.В. Соболевым, заключается лишь в том, что она позволяет получить общую структуру коэффициентов поперечных ГДХ [113].
Натурные циркуляционные испытания [32] используются в основном для контроля и корректировки расчётов управляемости, поскольку прямое