doi:
УДК: 531.391.1:532.5.011

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ СИЛ ВТОРОГО ПОРЯДКА, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ КАЧКЕ СУДНА, НА ОСНОВАНИИ ТРЕХМЕРНОЙ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ

Альбаев Д. А.
Язык статьи: русский

Аннотация

Для корректной оценки мореходности и безопасности судов или морских сооружений необходимо с достаточной точностью рассчитать нелинейные силы, действующие на объект. В рамках настоящей работы корректировка гидродинамических сил происходит за счет учета нелинейных составляющих второго порядка. Это необходимо для более точного определения параметров качки (таких как амплитуд, скоростей и ускорений). Представлена разработка численного алгоритма и программ, позволяющая напрямую определять потенциалы второго порядка с учетом нелинейных граничных условий на свободной и смоченной поверхностях для случаев жидкости бесконечной и ограниченной глубины. Приведена сеточная сходимость при вычислении интегралов по свободной поверхности воды. Проведена апробация обхода вычисления вторых производных потенциалов с помощью теорем Гаусса и Стокса. В соответствии с методом малого параметра определены нелинейные силы второго порядка. Выполнены систематические расчеты нелинейных сил, действующих на различные суда. Исследовано влияние на них изменения относительной глубины и курсового угла. Проведена оценка влияния составляющих нелинейных сил в общем силовом воздействии на объект. Показано, что в зоне действия основных и дополнительных резонансных режимов все рассмотренные категории нелинейных сил обладают равнозначным влиянием. Ключевые слова: качка, метод интегральных уравнений, трехмерная потенциальная теория, потенциал второго порядка, функция Грина, нелинейные силы, мелководье

Список литературы

1. Molin, B. Second-order diffraction loads upon three-dimensional bodies // Applied Ocean Research. Vol.1(4). 1979. P.197-202.
2. Lee C.H., Zhu X. Second-order diffraction and radiation solutions on floating bodies // 8th Int’l Workshop on Water Waves and Floating Bodies, St. John’s, Newfoundland, Canada. 1993. P.61-64.
3. Zaraphonitis, G., Papanikolaou, Α. On the Calculation of the Second-Order Free Surface Inhomogeneity for 3D Ship Motion Problems // Proc. of Third Int. Workshop on Water Waves and Floating Bodies, Woods Hole, Mass. April 1988.
4. Zaraphonitis, G.N., Papanikolaou, A.D. Second-order theory and calculations of motions and loads of arbitrarily shaped 3D bodies in waves // Marine structures. 1993. Vol. 6(2-3). P.165-185.
5. Семенова В.Ю. Разработка метода расчета нелинейной качки судов //Дисс. на соиск. уч. степени д.т.н. 2005. Библиотека СПбГМТУ.
6. Lee C. H. Wamit. Theory manual // Report N 95-2. Massachusetts institute of technology Department of Ocean Engineering, Cambridge. 1995.
7. Семенова В.Ю. Исследование и разработка программ расчета нелинейных гидродинамических сил, возникающих при колебаниях контуров корабельной формы на свободной поверхности жидкости //Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. 1999. Библиотека СПбГМТУ.
8. Со Ч.Т. Разработка метода расчета нелинейных сил второго порядка, возникающих при качке судна на мелководье //Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. 2014. Библиотека СПбГМТУ.