ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 7

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

84
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các phƯơng pháp gần đúng để tính lực cản của nƯớc đối với chuyển động của tàu Việc xác định lực cản bằng cách tính chuyển từ các số liệu thử mô hình chỉ có thể thực hiện đ ợc nếu nh có bản vẽ tuyến hình. Từ tr ớc tới nay ng ời ta đã áp dụng rộng rãi các ph ơng pháp tính gần đúng lực cản phù hợp cho từng kiểu tàu và đạt đ ợc độ chính xác t ơng đối cao.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 7

Ch ¬ng 7 C¸c ph ¬ng ph¸p gÇn ®óng ®Ó tÝnh lùc c¶n cña n íc ®èi víi chuyÓn ®éng cña tµu ViÖc x¸c ®Þnh lùc c¶n b»ng c¸ch tÝnh chuyÓn tõ c¸c sè liÖu thö m« h×nh chØ cã thÓ thùc hiÖn ® îc nÕu nh cã b¶n vÏ tuyÕn h×nh. Tõ tr íc tíi nay ng êi ta ®· ¸p dông réng r·i c¸c ph ¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng lùc c¶n phï hîp cho tõng kiÓu tµu vµ ®¹t ® îc ®é chÝnh x¸c t ¬ng ®èi cao. TÊt c¶ c¸c ph ¬ng ph¸p gÇn ®óng ®Òu ® îc dùa vµo c¸c sè liÖu thÝ nghiÖm m« h×nh trong c¸c bÓ thö. Khi h×nh d¸ng cña con tµu cÇn tÝnh lùc c¶n trïng víi h×nh d¸ng cña m« h×nh th× c¸c ph ¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng coi lµ ®ñ chÝnh x¸c. §Ó x©y dùng c¸c ®å thÞ phôc vô cho viÖc tÝnh to¸n lùc c¶n Ýt khi ng êi ta sö dông c¸c sè liÖu thö tµu thùc v× c¸c sè liÖu ®ã th êng kh«ng cã hÖ thèng vµ trong nhiÒu tr êng hîp còng kh«ng ® îc chÝnh x¸c. Nh÷ng ph ¬ng ph¸p ®¹t kÕt qu¶ cao nhÊt lµ nh÷ng ph ¬ng ph¸p ® îc x©y dùng theo c¸c ®ît thö hµng lo¹t cã hÖ thèng phï hîp víi c¸c chÕ ®é cña dßng bao th©n tµu thùc vµ m« h×nh. §Ó chÕ t¹o mét lo¹t m« h×nh mµ c¸c th«ng sè kÝch th íc h×nh d¸ng cña nã ® îc thay ®æi cã hÖ thèng, ® îc ph©n thµnh hai bµi to¸n sau: - Bµi to¸n thø nhÊt: ChÕ t¹o mét lo¹t m« h×nh, mµ c¸c yÕu tè chÝnh cña tuyÕn h×nh thay ®æi trong mét giíi h¹n réng. §«i khi ng êi ta dïng kÕt qu¶ cuèi cïng trong qu¸ tr×nh thö mét vµi lo¹t kh«ng cã hÖ thèng ®Ó lËp ®å thÞ hoÆc c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n. §«i khi c¸c ®å thÞ nµy cho phÐp ®¸nh gi¸ ® îc kh¸ch quan lùc c¶n cña tµu, nh ng l¹i kh«ng tiÖn lîi ®Ó ® a ra c¸c khuyÕn nghÞ ®Ó thay ®æi h×nh d¸ng cña tµu. C¸c ph ¬ng ph¸p nµy lµ c¸c ®å thÞ hoÆc c«ng thøc tÝnh cña , ... - Bµi to¸n thø hai: Khi chÕ t¹o m« h×nh thö ng êi ta ®Ò cËp tíi c¸c sè liÖu, mµ ng êi chÕ t¹o kh«ng nh÷ng dùa vµo ®ã ®Ó tÝnh lùc c¶n, mµ cßn ®¸nh gi¸ ® îc ¶nh h ëng cña sù thay ®æi cña tuyÕn h×nh tíi lùc c¶n ®ã, còng nh ®Ó sö dông c¸c tuyÕn h×nh tèi u cã h×nh d¸ng th©n tµu tèt nhÊt. ViÖc thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o lo¹t m« h×nh ®ã lµ nh÷ng c«ng viÖc hÕt søc quan träng. Khi ®ãng míi mét lo¹t m« h×nh ng êi ta chØ quan t©m tíi mét vµi c¸c th«ng sè dÔ thay ®æi cã hÖ thèng, mµ c¸c ¶nh h ëng cña chóng cÇn ® îc nghiªn cøu, vµ c¸c ®Æc tÝnh cßn l¹i sÏ kh«ng cÇn ®Õn v× coi chóng ¶nh h ëng kh«ng ®¸ng kÓ tíi lùc c¶n. C¸c ph ¬ng ph¸p gÇn ®óng dïng ®Ó tÝnh lùc c¶n cã thÓ ph©n thµnh ba nhãm sau ®©y: - TÝnh lùc c¶n toµn bé - TÝnh lùc c¶n d - TÝnh chuyÓn lùc c¶n tõ tµu mÉu. * C¸c ph ¬ng ph¸p tÝnh lùc c¶n cña nhãm thø nhÊt c¬ b¶n Ýt chÝnh x¸c, v× khi x©y dùng m« h×nh thö khã ®Ó ý ®Õn ¶nh h ëng ®ång thêi cña c¸c sè Re vµ Fr ®èi víi lùc 61
c¶n khi c¸c sè ®ã thay ®æi trong giíi h¹n réng. §a sè c¸c ph ¬ng ph¸p cña nhãm nµy ®Òu x©y dùng theo d¹ng tÝnh c«ng suÊt kÐo cña tµu, mµ nã liªn quan tíi lùc c¶n b»ng c«ng thøc: PE = Rx.v. Nguêi ta cho r»ng CR = f(Fr) ®iÒu nµy mang l¹i sai sãt trong tÝnh to¸n. * C¸c ph ¬ng ph¸p cña nhãm thø hai cã ®é chÝnh x¸c tÝnh to¸n cao h¬n. ViÖc tÝnh lùc c¶n ma s¸t, ¶nh h ëng cña ®é nh¸m, phÇn nh« ® îc coi lµ chÝnh x¸c. * C¸c ph ¬ng ph¸p cña nhãm thø ba lµ tÝnh chuyÓn lùc c¶n vµ c«ng suÊt kÐo cña tµu theo sè liÖu cña tµu mÉu, tiÖn sö dông trong thiÕt kÕ ban ®Çu. Khi x©y dùng c¸c ph ¬ng ph¸p gÇn ®óng tÝnh lùc c¶n d , còng nh khi tÝnh chuyÓn kÕt qu¶ thö m« h×nh, ng êi ta gi¶ thiÕt r»ng: hÖ sè lùc c¶n d cña c¸c tµu ®ång d¹ng h×nh häc ®Òu b»ng nhau. Khi c¸c trÞ sè Fr b»ng nhau: CRH = CRM khi FrH = FrM. C¸c ph ¬ng ph¸p ® îc coi lµ gÇn ®óng, bëi v× tµu kh«ng hoµn toµn ®ång d¹ng h×nh häc víi m« h×nh, mµ c¸c sè liÖu cña nã l¹i ® îc l©y lµm c¬ së cña ph ¬ng ph¸p. Nh vËy chØ x¸c ®Þnh ® îc sù phï hîp chØ theo vµi th«ng sè chÝnh. CR = f(Fr) hoÆc RR/D = f(Fr) Trong ®ã CR = (RR/D)(2/Fr2)(V/L) (7.2.1) C¸c hÖ sè lùc c¶n d cña tµu t×m trùc tiÕp theo c¸c ®å thÞ tÝnh to¸n hoÆc c«ng thøc tÝnh (6.2.1) NÕu chän ®óng ph ¬ng ph¸p tÝnh to¸n ta cã thÓ ®¹t ® îc ®é chÝnh x¸c cao nhÊt khi x¸c ®Þnh lùc c¶n d . Ng êi ta kh«ng cÇn ®Õn c¸c ®å thÞ hoÆc c¸c c«ng thøc håi quy ®Ó x¸c ®Þnh lùc c¶n toµn bé hoÆc lùc c¶n d nÕu cã c¸c sè liÖu ®¶m b¶o vÒ lùc c¶n gÇn víi h×nh d¹ng cña tµu mÉu. Tuy nhiªn kh«ng ph¶i lóc nµo còng chän ® îc h×nh d¹ng vµ kÝch th íc tµu mÉu s¸t víi tµu thiÕt kÕ. * Ph ¬ng ph¸p h¶i qu©n. ViÖc tÝnh chuyÓn c«ng suÊt kÐo theo ph ¬ng ph¸p hÖ sè h¶i qu©n lµ ®¬n gi¶n nhÊt. B¶n chÊt cña ph ¬ng ph¸p nµy lµ dùa vµo sù b»ng nhau cña hai hÖ sè CE cña tµu ® îc thiÕt kÕ vµ tµu mÉu. Khi c¸c sè Fr cña chóng b»ng nhau, nghÜa lµ: CE = CE mÉu khi Fr = Fr mÉu (7.3.1) Gi¶ thiÕt nµy cµng ®óng khi c¸c yÕu tè cña tuyÕn h×nh cña hai tµu, còng nh c¸c kÝch th íc cña chóng cµng gÇn nhau. XÐt ®Õn c«ng thøc PE = vs3D2/3/CE vµ gi¶ thiÕt trªn ta cã c«ng thøc tÝnh c«ng suÊt kÐo cña tµu: PE = PE mÉu(vs/vs mÉu)3(D/DmÉu)2/3 (7.3.2) Víi ®iÒu kiÖn vs = vs mÉu L / L mÉu (L/LmÉu)2/3 = (D/DmÉu)1/2 Th× c«ng suÊt kÐo sÏ cã d¹ng: PE = PE mÉu(D/DmÉu)7/6 (7.3.3) 62
* TÝnh chuyÓn lùc c¶n d tõ c¸c sè liÖu cña tµu mÉu. TÝnh chuyÓn RR tõ c¸c sè liÖu cña tµu mÉu trong nhiÒu tr êng hîp cho kÕt qu¶ cao h¬n c¸c ph ¬ng ph¸p dïng ®å thÞ. C«ng thøc (7.2.1) vÉn cã thÓ ® îc ¸p dông ®Ó tÝnh chuyÓn lùc c¶n d ®¬n vÞ cho ph ¬ng ph¸p nµy nÕu Fr = Fr mÉu. Gi¶ thiÕt r»ng: Víi Fr ®· cho th× CR lµ hµm cña c¸c th«ng sè i ®Æc tr ng cho h×nh d¸ng cña th©n tµu: CR(1, 2,... , i) (7.3.4) Khi xÐt ¶nh h ëng cña sù biÕn thiªn i cña c¸c th«ng sè ®ã cã thÓ sö dông c«ng thøc Taylor cho hµm nhiÒu biÕn. VÝ dô: NÕu biÓu thøc gåm hai th«ng sè th×: C C C R  C RmÉu  R  1  R  2   1  2 (7.3.5) 1   2CR 2  2CR  2CR   2  ... 2  1  2  1 2  2   12  2  1 2  2   Cho c¸c l îng biÕn thiªn cña tuyÕn h×nh lµ bÐ vµ bá qua c¸c sè h¹ng chøa i cã bËc cao h¬n mét vµ c¸c tÝch cña chóng ta cã c«ng thøc chung: C CR = CR mÉu +  R  i (7.3.6)  i Trong ®ã: CR mÉu - hÖ sè lùc c¶n d cña tµu mÉu C R  i - l îng hiÖu chØnh xÐt ®Õn l îng biÕn thiªn cña CR theo th«ng sè thø i  i ®Æc tr ng cho tuyÕn h×nh khi Fr = const. C¸c th«ng sè i cã thÓ lµ L/B, B/T, , h×nh d¸ng s ên (U,V),... Ph ¬ng ph¸p thø hai cña ® a ra c«ng thøc x¸c ®Þnh: (7.3.7) CR = CR mÉu k1 k2 k3 Trong ®ã: ki - c¸c hÖ sè ¶nh h ëng. 63
64