Математическое моделирование работы винтового движителя при маневрировании судна

• Автор: Бажанкин, Юрий Владимирович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения
Введение
1. Анализ существующих методов определения гидродинамических
усилий, действующих на корпус судна, и задачи настоящей работы
1.1. Криволинейное движение судна и его характеристики
1.2. Методы определения инерционных усилий, действующих на корпус судна при его криволинейном движении
1.3. Методы определения гидродинамических усилий неинерционной природы
1.4. Усилия, развиваемые ДРК
1.5 Цель и задачи настоящего исследования
2. Определение усилий, развиваемых ДРК при прямолинейном движении судна
2.1. Общие положения
2.2. Основные положения теории идеального движителя
2.3. Усилия, развиваемые открытым гребным винтом
2.4. Усилия, развиваемые комплексом гребной винт - насадка
3. Исследование работы движительно-рулевого комплекса при маневрировании судна
3.1. Анализ взаимодействия открытого гребного винта с рулём
3.2. Анализ взаимодействия гребного винта с поворотной насадкой
3.3. Способ аналитического определения скорости и параметров работы винтового движителя при маневрировании судна
4. Анализ корректности выполненных исследований

4.1. Экспериментальные исследования скорости циркуляционного движения судна
4.2. Определение угла дрейфа на установившейся циркуляции
4.3. Определение линейной скорости судна и параметров работы винтового движителя на установившейся циркуляции
4.4. Сравнительный анализ результатов исследований
Заключение
Список использованной литературы
Приложение!. Характеристики судов
Приложение 2. Пример расчета углов дрейфа судна типа «Волго-
нефть»
Приложение 3. Результаты расчётов линейных скоростей и полезной
тяги судов на установившихся циркуляциях
Приложение 4. Графическое представление результатов расчётов линейных скоростей судов на установившихся циркуляциях
Приложение 5. Документы, подтверждающие использование результатов исследований
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
расчетная ширина судна, м;
угол дрейфа в центре масс (ЦМ) судна, град, (рад.); коэффициент полноты миделынпангоута, ед.; коэффициент трения шероховатого корпуса при продольном и поперечном движении судна, ед.; коэффициент вязкостного сопротивления воды продольному и поперечному движению судна, ед.; коэффициент продольной и поперечной составляющей волнового сопротивления, ед.;
коэффициенты действующих на корпус судна гидродинамических усилий, ед.; диаметр винта, м;
коэффициент полноты водоизхмещения судна, ед.; коэффициент полноты водоизмещения кормовой оконечности корпуса судна, ед.;
коэффициент полноты водоизмещения носовой оконечности корпуса судна, ед.; угол перекладки насадки, град, (рад.); угол перекладки руля, град, (рад.);
число Фруда при продольном движении судна со скоростью 1;0, сд
коэффициенты пропорциональности между вязкостным сопротивлением формы и сопротивлением трения при продольном и поперечном движении судна, ед.; коэффициент полезной тяги, ед.; коэффициент упора комплекса в свободной воде, ед.; коэффициент момента на валу движителя, ед.;

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ, РАЗВИВАЕМЫХ ДРК ПРИ ПРЯМОЛИНЕЙНОМ ДВИЖЕНИИ СУДНА
2Л. Общие положения
Движение самоходного судна обеспечивается с помощью источника механической энергии - двигателя, а также устройства, преобразующего эту энергию в энергию поступательного движения судна. Устройство, обеспечивающее такое преобразование и создающее силу, носит название движителя. Почти все применяемые на судах движители являются гидрореактивными, т. е. их тяга создаётся в результате отбрасывания рабочими деталями масс воды в сторону, противоположную движению. Дополнительную скорость, которую движитель сообщает отбрасываемой среде, называют осевой вызванной скоростью 'юа. Расположение, форма и характер движения рабочих деталей (лопастей) таковы, чтобы возникающие на них гидродинамические силы давали бы составляющие, направленные в сторону поступательного перемещения движителя. Равнодействующая этих составляющих представляет собой осевую силу Р, называемую упором движителя. При этом движитель поступательно перемещается относительно воды со скоростью vp и вращается на
гребном валу с частотой п. В то же время возникающий момент сопротивления воды вращению движителя Мс уравновешивается крутящим моментом двигателя Мдв.
В настоящее время часто оперируют понятием движительно-рулевой комплекс. Этот термин подразумевает под собой единый комплекс, в состав которого входит движитель, основной задачей которого является создание продольных усилий (упора), и рулевой орган, предназначенный для образования поперечных (рулевых) усилий. Впрочем, о полном разделении функций нельзя строго говорить даже в таком, казалось бы, очевидном случае, когда ДРК состоит из гребного винта и руля. Известно, что руль, установленный за