Нагрузки и гидродинамические коэффициенты судовых контуров с учетом их мгновенного положения на волнении

Abstract

Обоснован приближенный метод расчета нелинейных гидродинамических нагрузок Хаскинда-Ньюмана при качке судна на волнах конечной амплитуды, учитывающий эффекты переменности смоченной части судовой поверхности и ангармоничности поля скоростей на ней. Определение нагрузок сводится в основном к расчету гидродинамических коэффициентов судовых контуров - присоединенных масс и коэффициентов демпфирования по мгновенную осадку до волновой ватерлинии. Для расчета гидродинамических коэффициентов в широком диапазоне форм и параметров судовых контуров использован метод многопараметрических конформных отображений и метод Урселла для определения гармонических потенциалов скоростей в параметрической плоскости. При расчете параметров конформного отображения, а также мощностей гидродинамических особенностей применялся метод наименьших квадратов. Приведены результаты сопоставительных расчетов гидродинамических коэффициентов для типичных судовых контуров, контуров при бортовых наклонениях до 40 град., контура со скуловыми килями и контуров судов типа СМПВ. Согласование результатов в общем удовлетворительное и хорошее.

Обгрунтовано наближений метод розрахунку нелiнiйних гiдродинамiчних навантажень Хаскiнда-Ньюмана при хитавицi судна на хвилях скiнченоi амплiтуди, що враховує ефекти змiнностi зануреноi частини судновоi поверхнi та ангармонiчностi поля швидкостi на поверхнi. Розрахунок навантажень в основному зводиться до визначення гiдродинамiчних коефiцiентiв суднових контурiв - прилучених мас та коефiцiентiв демпфiрування по миттеву осадку до хвильової ватерлiнii. Для розрахунку гiдродинамiчних коефiцiентiв суднових контурiв в широкому дiапазонi їхнiх форм та параметрiв використано метод багатопараметричного конформного вiдображения та метод Урселла для визначення гармонiчних потенцiалiв швидкостей в параметричнiй площинi. При визначеннi параметрiв конформного вiдображення та потужностей гiдродинамiчних особливостей було використано метод найменьших квадратiв. Наведенi результати спiвставних розрахункiв гiдродинамiчних коефiцiентiв для типових суднових контурiв, контурiв при бортових нахиленнях до 40 град., контуру зi скуловими килями i контурiв суден типу СМПВ. Спiвпадання результатiв загалом задовiльне та добре.

Approximate practical method in the nonlinear calculations of Khaskind-Newman hydrodynamic loads, acting on ship hull in finite amplitude progressive waves, has been proofed. This approach is based on the calculations of the hydrodynamic coefficients of ship sections in their instant position on wave surface -added masses and damping coefficients. For the determination of instant hydrodynamic coefficients multiparameter conformal mapping of ship countor into unit circle in parametric plane, and wellknown Ursell techniques for the determination of velocity potentials in this plane have been used. Equations for the parameters of conformal mapping and for the amplitudes of hydrodynamic singularities have been derived by using mimization techniques. Results of the comparative calculations for hydrodynamic coefficients of typical ship sections, ship sections in heeled position up to 40 degr., section with bildge keels and bulbous SWATH ship sections are presented. The coincidence of these results is estimated generally as satisfactory and good.