ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Влияние формы корпуса судна на его движение при нерегулярном морском волнении.

 

Карпов Петр Павлович,

ассистент кафедры Конструкции судов.

Научный руководитель – кандидат технических наук, доцент

Суров Олег Эдуардович,

Дальневосточный Государственный Технический Университет.

 

В работе исследовано влияние формы корпуса на прочность (волновой изгибающий момент) и кинематические параметры продольной качки для судов с различными коэффициентами общей полноты - Cb, положений центра величины - xc и центра тяжести площади ватерлинии - xf.

Для этих целей использовались программа расчета продольной качки "MOTION", а также подпрограмма, позволяющая автоматически формировать различные формы корпуса судна при изменении параметров xc, xf и xg [1, 2]. Математические модели корпусов судов формировались при помощи аналитических зависимостей. Передача полученных ординат судовой поверхности в программный пакет MOTION происходит автоматически.

Двадцать различных по форме корпусов судов были получены при двух коэффициентах общей полноты Cb=0.838 и 0.738. Получено, чем больше параметр (xf - xc)/L, тем больше полнота кормовой оконечности судна и чем меньше параметр (xf - xc)/L, тем больше полнота носовой оконечности. Данный параметр характеризует наличие бульбовой наделки или сигарообразной кормы [3]. Главные размерения и водоизмещение этих вариантов судов оставались неизменными. Для сетки корпусов судов были выполнены систематические расчёты продольной качки и волновых изгибающих моментов при различных параметрах xc, xf. В расчётах скорости судов были приняты соответствующие числу Фруда Fr=  = 0.2, где V – скорость м/с; g = 9.81 м/с – ускорение свободного падения; L – длина судна, м. Высота волны трёхпроцентной обеспеченности - h3% принималась равной осадке судна. Расчёты выполнялись в нелинейной постановке задачи при движении судна в разрез генеральному направлению нерегулярных волн. Нерегулярное волнение сформировано на основе аналитических зависимостей, рекомендованных Вторым Международным конгрессом прочности судов.

В работе установлено и показано влияние вышеприведённых характеристик формы корпуса на параметры продольной качки (вертикальной (ВК) и килевой (КК)) и волновых изгибающих моментов (ВИМ).

Обработка полученных результатов реакций судна на нерегулярное морское волнение -  перемещения КК и ВК, а также ВИМ в миделевом сечении проводилась при помощи статистических функций - по стандартным отклонениям по генеральной совокупности.

Некоторые результаты расчетов приведены в табл. 1 - 2 и на рис. 1. По вертикальной оси каждого графика показаны стандарты соответствующей реакции судна на нерегулярное морское волнение по горизонтальной оси значение (xf - xc)/L для носовой или кормовой оконечности.

 

Рис. 1.

Результаты расчетов стандартов реакций судна на морском волнении.

 

Таблица 1.

Cb=0.838

Носовая часть

(xf - xc)/L

-0.00118

-0.00059

-0.00005

0.00108

0.00132

0.00156

0.00212

0.00317

КК, рад

0.0277

0.0254

0.0267

0.0274

0.0277

0.0269

0.0272

0.0288

ВК, м

0.7824

0.7424

0.7666

0.7954

0.8047

0.7631

0.7816

0.8340

ВИМ, т*м

3431

3154

3191

3290

3361

3218

3181

3132

Cb=0.838

Кормовая часть

(xf - xc)/L

0.04111

0.04267

0.04312

0.04423

0.04591

0.04653

0.04758

0.04883

КК, рад

0.0270

0.0278

0.0266

0.0249

0.0272

0.0257

0.0287

0.0260

ВК, м

0.7941

0.8208

0.7800

0.7260

0.7628

0.7499

0.8643

0.7543

ВИМ, т*м

3219

3234

3275

3014

3270

3221

3413

3264

 

Таблица 2

Cb=0.738

Носовая часть

(xf - xc)/L

0.00700

0.00900

0.01000

0.01100

0.01300

0.01550

0.01800

0.01800

КК, рад

0.0301

0.0322

0.0326

0.0316

0.0345

0.0363

0.0302

0.0314

ВК, м

0.8579

0.9136

0.8808

0.8879

0.9913

1.0764

0.8987

0.9709

ВИМ, т*м

2956

2959

2661

2739

2979

3031

3012

3132

Cb=0.738

Кормовая часть

(xf - xc)/L

0.03500

0.03600

0.03700

0.03750

0.03900

0.04050

0.04200

0.04600

КК, рад

0.0326

0.0320

0.0328

0.0332

0.0319

0.0354

0.0316

0.0312

ВК, м

0.9344

0.9218

0.9444

0.9387

0.9040

1.0173

0.8903

0.9446

ВИМ, т*м

3048

3057

2796

2788

2945

2976

2991

3089

         

По результатам выполненных численных исследований сделаны выводы:

1. Для судов с полными обводами амплитуды продольной качки меньше, чем для судна с умеренной полнотой. Для волновых изгибающих моментов зависимости противоположные.

2. В носовой части корпуса при уменьшении параметра (xf - xc)/L уменьшаются амплитуды продольной качки, но при этом волновой изгибающий момент несколько увеличивается. При увеличении параметра (xf - xc)/L зависимости противоположные.

3. В кормовой части корпуса при уменьшении параметра (xf - xc)/L увеличиваются амплитуды продольной качки, но при этом волновой изгибающий момент несколько уменьшается. При увеличении параметра (xf - xc)/L зависимости противоположные.

4. Изменение параметра xc для носовой и кормовой оконечности корпуса одинаково влияет на качественную картину изменения амплитуд продольной качки и волновых изгибающих моментов.

5. Изменение параметра xf для носовой и кормовой оконечности корпуса одинаково влияет на качественную картину изменения амплитуд продольной качки, но противоположно для волновых изгибающих моментов.

Полученные результаты могут быть использованы при проектировании формы корпусов судов с точки зрения продольной качки и прочности.

 

Литература.

 

1. Surov O.E., Karpov P.P. " Behaviour of the vessel on irregular waves in view of various forms of the hull " The 21st Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures. Yokohama, Japan, TEAM 2007. – pp. 319 – 324.

2. Карпов П.П. Аналитическое описание судовых обводов. Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Выпуск 46; ДВГТУ, Владивосток 2006. – с. 160 – 164.

3. Ногид Л.М. Проектирование морских судов, Судостроение 1976.

 

Поступила в редакцию 23 декабря 2007 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.