Определение ветро-волновых потерь скорости судов смешанного плавания с измерением параметров волнения ортогонально-линеечным волномером

• Автор: Лубковский, Владислав Константинович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Введение.
1 Методы определения и представления ветроволновых потерь скорости судов. Чувствительность методов к параметрам волнения .

1.1 Физика ветроволнового воздействия, вызывающего потерю скорости судна.

1.2 Теоретическое исследование ветроволновой потери скорости.

1.2.1 Первые исследования волнового сопротивления, выполненные

Т.Х. Хавелоком, М.Д. Хаскиндом, В.Г.Сизовым.

1.2.2 Метод плоских сечений применительно к задаче определения дополнительного сопротивления

1.2.3 Дополнительное сопротивление на нерегулярном волнении.

1.2.4 Некоторые замечания о работе пропульсивного комплекса на волнении

1.2.5 Воздушное сопротивление судна.

1.2.6 Приближенные методы расчета дополнительного сопротивления

1.2.6.1 Дополнительное сопротивление на встречном волнении
1.2.6.2 Дополнительное сопротивление на регулярном волнении произвольного курсового угла.
1.2.6.3 Учет волнового переноса в потере скорости на волнении.
1.3 Потеря скорости хода судна при известном дополнительном сопротивлении.
1.4 Диссипативный.подход к оценке ветроволновых потерь скорости
1.4.1 Определение потери скорости судна через диссипацию энергии
волн в слое осадки судна
1.4.2 Спектральная оценка потока волновой энергии в верхнем слое
1.5 Эмпирические способы оценки ветроволновой потери скорости
2 Способы и средства определения параметров волнения. Оценка точности определения параметров волнения.
2.1 Визуальные способы определения параметров волнения
2.1.1 Определение периода волны г.
2.1.2 Определение скорости движения волны с.
2.1.3 Определение длины волны Я.
2.1.4 Определение высоты волны .
2.1.5 Определение направления волнения Ка.
2.2 Расчетные способы определения параметров волнения по волнообразующим факторам.
2.2.1 Определение параметров волнения по факсимильным картам приземного анализа
2.2.2 Кривые прогноза высот и периодов волн М. Дарбишайра и
Л. Дрейпера.
2.3 Определение параметров волнения по зависимостям при измерении одного из них.
2.4 Технические средства для определения параметров волнения
2.4.1 Контактные методы определения параметров волнового поля.
2.4.1.1 Контактная веха.
2.4.1.2 Волновая веха.
2.4.1.3 Струнный волнограф .
2.4.1.4 Подводный волнограф.
2.4.1.5 Волнограф Д.Таккера.
2.4.1.6 Прибрежный дистанционный волнограф ГОИН.
2.4. Т.7 Волнограф ГМ
2.4.1.8 Волнограф ГМрадиоволнограф.
2.4.1.9 Турбиночньш волнограф
2.4.1. Волнографы работающие по принципу обращенного эхолота
2.4.1.1 Т Самописец волнения Вэйврайдербуй радиоволнограф.
2.4.1. Приборы для нахождения высоты волн Фруда и Гольдшмидта
2.4.2 Неконтактные методы определения параметров волнения.
2.4.2.1 Оптические волномеры В.В. Шулейкина, К.И. Богдановича.
2А.2.2 Волномер Р.Н. Иванова
2.4.2.3 Ортогонально линеечный волномер В.И. Сичкарева.
2.4.2.4 Фоторсгистраторы взволнованной поверхности .
2.4.2.5 Радиолокационный волномер.
2.4.2.6 Высокоточный спутниковый альтиметр
3 Исследование встроволновых потерь скорости судов смешанного плавания.
3.1 Способ поставленных наблюдений среди аппроксимационных эмпирических способов оценки ветроволновых потерь скорости.
3.1.1 Технология натурных наблюдений и алгоритм выявления ветроволновых потерь скорости
3.1.2 Результаты натурных наблюдений на сухогрузных судах смешанного плавания типа Сибирский и на танкерах смешанного плавания типа Ленанефть.
3.1.3 Обработка результатов ветровол новой потери скорости судов смешанного плавания.
3.2 Проверка допустимости расширения границ применимости формулы П.М.Хохлова на область параметров судов смешанного плавания
3.2.1 Получение и обработка плотности распределения отклонений А для сухогрузов типа Сибирский.
3.2.2 Получение и обработка плотности распределения отклонений А для танкеров типа Ленанефть.
3.2.3 Анализ причин бимодальности отклонения А
3.3 Анализ результатов исследования отклонения А и общие выводы о ветроволновой потере скорости судов смешанного плавания
4 Ортогонально линеечный волномер Сичкарева В.И
4.1 Потребность
4.2 Принцип действия волномера.
4.3 Измерение длин и высот волн ортогональнолинеечным волномером в сопоставлении с визуальными оценками и картами гидрометеопрогноза
4.3.1 Процесс получения статистических данных Я и Л волн, измеренных визуально.
4.3.2 Процесс получения статистических данных Ли И волн, измеренных с помощью ДВВМ
4.3.3 Сопоставление статистических данных Ли И волн, измеренных
с помощью ДВВМ и визуально с картами гидрометеопрогноза.
4.4 Анализ точности статистических данных волнового поля полученных
с помощью ДВВМ, в сопоставлении со статистикой, полученной по результатам обработки фотоснимков экрана РЛС
4.4.1 Получение статистических данных параметров волнового поля посредством съемки изображения экрана РЛС.
4.4.2 Метод получения параметров волнения по фотоснимкам экрана РЛС
для целей решения задач при плавании судна в штормовых условиях.
4.4.3 Статистика применения ДВВМ в морских условиях с одновременной фиксацией волнового поля посредством съемки экрана РЛС
4.5 Алгоритм обработки статистических данных распределения величин X в волновом поле.
4.6 Рекомендации по применению волномера
Заключение
Перечень использованных источников
Приложение 1.
Приложение
Приложение
Приложение 4.
Введение
Актуальность


Провести на различных судах смешанного плавания репрезентативную серию поставленных наблюдений по определению ветро волновых потерь скорости с использованием обсерваций по спутниковой навигационной системе. Провести анализ точности результатов и наметить пути ее повышения. Обосновать достоверность результатов измерения длин волн ортогонально линеечным волномером и удобство применимости метода в условиях мостика судна. Методы исследования. В работе широко использовались методы натурного наблюдения в море на различных судах, статистические методы обработки результатов наблюдений, теоретические и вычислительные методы механики, судовождения, океанографии. Обоснованность и достоверность полученных положений, выводов и рекомендаций обусловлена использованием репрезентативных объемов натурных наблюдений по потерям скорости судов смешанного плавания и по сопоставительным измерениям длин волн методом радиолокационной фиксации и ортогонально линеечным волномером. Метод поставленного наблюдения при измерении ветро волновой потери скорости. Обоснование применимости формулы ветро волновой потери скорости, полученной П. М. Хохловым ЦНИИМФ для морских судов, на область параметров и архитектуры судов смешанного плавания. Обоснование применимости ортогонально линеечного волномера ОЛВ для измерения длин волн в условиях мостика, на ходу судна. Номограмма для определения длин волн по снятым величинам с помощью ОЛВ. Выполнен большой объем натурных наблюдений за скоростью различных судов смешанного плавания в условиях морского волнения. Предложен и применен метод вычисления ветро волновой составляющей потери скорости судна из серии последовательных спутниковых обсерваций. Показана хорошая ап прокси мативность ветро волновой потери скорости формулой П. М. Хохлова для архитектуры и параметров судов смешанного плавания с малой погрешностью при достаточно точной оценке параметров волнения. Показано хорошее совпадение плотности распределения длин волн измеренных в море ортогонально линеечным волномером и полученных контрольной съемкой радиолокационного изображения взволнованной поверхности моря. Результаты работы по использованию ортогонально линеечного волномера внедрены на судах Степан Гейц и II в судоходных компаниях Приморсклеспром и I соответственно приложение п. Личный вклад автора в получении результатов, выводов, рекомендаций. Основные натурные наблюдения по скорости судов смешанного плавания на волнении выполнены лично автором натурные наблюдения за волнением по РЛС и ортогонально линеечному волномеру выполнены лично автором. Вклад автора в совместных публикациях составляет не менее равной доли с соавторами. Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 5 работ в изданиях, рекомендованных ВАК. Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научно практических конференциях профессорскопреподавательского состава ФГОУ ВПО НГАВТ в году, а также на международной научно практической конференции в году в МГУ им. Невельского Г. И., Владивосток. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 6 наименований, 4 приложений изложена на 0 страницах машинописного текста, включая таблиц и рисунков. Методы определения и представления ветроволновых потерь скорости судов. Воздействие волнения на судно весьма разнообразно, и потеря скорости судна на волнении это лишь один из итоговых результатов волнового воздействия, проявляющийся в навигационно ощутимом параметре. Между тем, именно потеря скорости и обусловленное этим оптимальное планирование маршрута оказываются тем системным признаком, который в значительной мерс объединяет в себе все остальные виды негативного воздействия на судно, и учитываются в нем. Воздействие волнения на судно в отношении потери скорости кажется совершенно очевидным и понятным. Однако, в действительности потеря скорости при плавании на волнении происходит от разнообразных причин, охватывающих весь пропульсивный комплекс судна. В настоящее время довольно глубоко изучены некоторые механизмы воздействия волнения на судно, приводящие к потере скорости хода,8, , , .