Оптимизация формы корпуса и основных элементов речных ледоколов на начальных стадиях проектирования

• Автор: Тихонова, Наталья Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.08.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ПРЕДПОСЫЛОК ДЛЯ ОБОСНОВАНИЯ ВЫБОРА ФОРМЫ КОРПУСА И ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЧНЫХ ЛЕДОКОЛОВ
1.1 Ледовые условия на внутренних водных путях как
препятствие судоходству
1.2 Особенности формы корпуса и соотношений главных
размерений речных ледоколов
1.3 Архитектурно-конструктивный тип речных ледоколов
1.4 Методы расчёта ледового сопротивления
1.5 Пропульсивные комплексы речных ледоколов
1.6 Критерии оптимизации при определении основных
проектных характеристик речных ледоколов
1.7 Формулирование цели исследований
1.8 Резюме
2 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
ПРОЕКТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1 Анализ вариантов технических заданий на проектирование
2.2 Схематизация ледовых условий при проектировании
2.3 Приведённая толщина сплошного ледяного покрова
с учётом снега
2.4 Обоснование критериев оптимизации
2.5 Обоснование выбора оптимизируемых параметров
2.6 Обоснование метода оптимизации
2.7 Резюме
3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
РЕЧНОГО ЛЕДОКОЛА
3.1 Исходные данные и допущения при построении модели
3.2 Аналитические уравнения проектирования
3.3 Анализ нагрузки и составляющих уравнения масс
речного ледокола
3.4 Уравнения ходкости и характеристики теоретического
чертежа ледокола
3.5 Ограничения оптимизируемых параметров
3.6 Выбор дополнительных параметров математической модели,
не вошедших в техническое задание на проектирование
3.7 Резюме
4 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ И АЛГОРИТМЫ ОПТИМИЗАЦИИ
4.1 Генерирование теоретического чертежа носового заострения
4.2 Г енерирование теоретического чертежа судна
4.3 Расчёт параметров формы корпуса ледокола, влияющих на
ледовую ходкость
4.4 Расчёты ходкости в различных ледовых условиях и
определение характеристик пропульсивного комплекса
4.5 Проверочные расчёты остойчивости судна
4.6 Алгоритм определения основных элементов ледокола
4.7 Интерактивный режим работы с пакетами прикладных программ
4.8 Резюме

5 ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ КОРПУСА И ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ЛЕДОКОЛА НА ЕГО ЛЕДОКОЛЬНЫЕ КАЧЕСТВА
5.1 Сравнительный анализ оптимальных элементов проектируемых ледоколов с существующими судами
на основе критериев оптимизации
5.2 Влияние ледовых условий на выбор проектных характеристик ледокола
5.3 Оценка влияния на критерий оптимизации отдельных проектных характеристик
5.4 Выбор проектных характеристик ледокола в случае неоднозначного решения задачи оптимизации
5.5 Выбор проектных характеристик ледокола в случае его
работы в тяжёлых льдах
5.6 Резюме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

10. Метод В.А. Зуева [48].
Я = 6060 " Bh + pJIgBh 0,075—l- 3,6Frh + 0,84F?)

(1.14)
R — R + R + R + R
PCT Pv °CT °V '
11. Метод E.M. Грамузова [32].
(1.16)
где Rpct, Rpv - статическая и зависящая от скорости составляющие сопротивления разрушению;
Roct, Rov ~ аналогичные составляющие сопротивления обломков льда.
Ri = krru (1.17)
где Ri - одна из составляющих сопротивления, о которых говорилось выше; ki - эмпирический коэффициент;
г, - комбинация определяющих ледовое сопротивление факторов, связанная с некоторым физическим процессом, имеющая размерность силы.

Грст da
(1 + Л лтф) + КфУсфл л ~ + 0-66(1 + /Флт)Ва + ксбФс
p + tgq>2 ф h
Гру =ДФ1 фГр„,
ГоСТ = {р - Рл )ёШл (Фп + /фпт );
da В
(1.18)
(1.19)
(1.20)
= PjlBv'

(о,215 + Frhtgq 1ф)рл ah
2 Рл Bh
(1.21)
где =1,5-10'3 кПа'1, £сй=0,5-10'3 кПа'1;
□л - площадь подводной части корпуса, облегаемая льдом

параметр изгиба пластины на упругом основании

цилиндрическая жесткость ледяной пластины;
12(1-А2)
Е, /л - модуль деформации и коэффициент Пуассона льда); Функции, характеризующие форму носовой оконечности ледокола: