ĐỘNG LỰC TÀU THUỶ - PHẦN 1 LỰC CẢN CHUYỂN ĐỘNG CỦA TÀU - CHƯƠNG 7 ppsx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (191.9 KB, 4 trang )
61
Ch ơng7
Cácph ơngphápgầnđúng để tínhlựccảncủa n ớc
đốivớichuyển độngcủatàu
Việcxácđịnhlựccảnbằngcáchtínhchuyểntừcácsốliệuthử mô hìnhchỉ có thể
thựchiện đ ợcnếunh có bảnvẽtuyếnhình.Từtr ớctớinayng ờita đãápdụng
rộngrãicácph ơngpháptínhgầnđúnglựccảnphù hợpchotừngkiểutàuvàđạt đ ợc
độ chính xác t ơng đối cao.
Tấtcảcácph ơngphápgầnđúng đều đ ợcdựavàocácsốliệuthí nghiệmmô
hìnhtrongcácbểthử.Khihìnhdángcủacontàucầntínhlựccảntrùngvớihìnhdáng
củamôhìnhthì cácph ơngpháptínhgầnđúngcoilàđủ chínhxác. Để xâydựngcác
đồ thị phụcvụchoviệctínhtoánlựccảnítkhing ờitasửdụngcácsốliệuthử tàu thực
vì cácsốliệu đó th ờngkhôngcóhệthốngvàtrongnhiềutr ờng hợp cũng không đ ợc
chínhxác.
Nhữngph ơngpháp đạtkếtquả caonhấtlànhữngph ơngpháp đ ợcxâydựng
theocácđợtthử hàngloạtcóhệthốngphù hợpvớicácchếđộ củadòngbaothântàu
thựcvà mô hình.
Để chế tạomộtloạtmôhìnhmàcácthôngsốkíchth ớchìnhdángcủanó đ ợc
thay đổi có hệ thống, đ ợc phân thành hai bài toán sau:
-Bàitoánthứ nhất:Chế tạomộtloạtmôhình,màcácyếutốchínhcủatuyếnhình
thay đổitrongmộtgiớihạnrộng. Đôikhing ờitadùngkếtquả cuốicùngtrongquá
trìnhthử mộtvàiloạtkhôngcóhệthống để lập đồ thị hoặccáccôngthứctínhtoán.
Đôikhicácđồ thị nàychophép đánhgiá đ ợckháchquanlựccảncủatàu,nh nglại
khôngtiệnlợiđể đ aracáckhuyếnnghịđể thay đổihìnhdángcủatàu.Cácph ơng
pháp này là các đồ thị hoặc công thức tính của ,
-Bàitoánthứ hai:Khichế tạomôhìnhthử ng ờita đề cậptớicácsốliệu,mà
ng ờichế tạokhôngnhữngdựavàođóđể tínhlựccản,màcònđánhgiá đ ợc ảnh
h ởngcủasựthay đổicủatuyếnhìnhtớilựccảnđó,cũngnh để sử dụngcáctuyến
hìnhtối ucóhìnhdángthântàutốtnhất.Việcthiếtkếvàchế tạoloạtmôhình đó là
nhữngcôngviệchếtsứcquantrọng.Khi đóngmớimộtloạtmôhìnhng ờitachỉ quan
tâmtớimộtvàicácthôngsốdễthay đổicóhệthống,màcácảnh h ởngcủachúngcần
đ ợcnghiêncứu,vàcácđặctínhcònlạisẽkhôngcầnđếnvìcoichúng ảnh h ởng
không đáng kể tới lực cản.
Cácph ơngphápgầnđúngdùng để tínhlựccảncóthể phânthànhbanhómsau
đây:
-Tính lực cản toàn bộ
-Tính lực cản d
-Tính chuyển lực cản từ tàu mẫu.
*Cácph ơngpháptínhlựccảncủanhómthứ nhấtcơbảnítchínhxác,vìkhixây
dựngmôhìnhthử khóđểýđến ảnh h ởng đồngthờicủacácsốRevàFr đốivớilực
62
cảnkhicácsốđó thay đổitronggiớihạnrộng. Đasốcácph ơngphápcủanhómnày
đềuxâydựngtheodạngtínhcôngsuấtkéocủatàu,mànóliênquantớilựccảnbằng
côngthức: P
E
= R
x
.v.Nguờitachorằng C
R
=f(Fr) điềunàymanglạisaisóttrongtính
toán.
*Cácph ơngphápcủanhómthứ haicóđộ chínhxáctínhtoáncaohơn.Việctính
lực cản ma sát, ảnh h ởng của độ nhám, phần nhô đ ợc coi là chính xác.
*Cácph ơngphápcủanhómthứ balàtínhchuyểnlựccảnvàcôngsuấtkéocủa
tàu theo số liệu của tàu mẫu, tiện sử dụng trong thiết kế ban đầu.
Khixâydựngcácph ơngphápgầnđúngtínhlựccản d ,cũngnh khitính
chuyểnkếtquả thử mô hình,ng ờitagiả thiếtrằng:hệsốlựccản d củacáctàuđồng
dạng hình học đều bằng nhau. Khi các trị số Fr bằng nhau:
C
RH
= C
RM
khi Fr
H
= Fr
M
.
Cácph ơngpháp đ ợccoilàgầnđúng,bởivìtàukhônghoàntoàn đồngdạng hình
họcvớimôhình,màcácsốliệucủanólại đ ợclâylàmcơsởcủaph ơngpháp.Nh
vậy chỉ xác định đ ợc sự phù hợp chỉ theo vài thông số chính.
C
R
= f(Fr) hoặc R
R
/D = f(Fr)
Trong đó C
R
= (R
R
/D)(2/Fr
2
)(V/L)
(7.2.1)
Cáchệsốlựccản d củatàutìmtrựctiếptheocácđồ thị tínhtoánhoặccôngthức
tính (6.2.1)
Nếuchọn đúngph ơngpháptínhtoántacóthểđạt đ ợc độ chínhxáccaonhấtkhi
xác định lực cản d .
Ng ờitakhôngcầnđếncácđồ thị hoặccáccôngthứchồiquy để xác địnhlựccản
toànbộhoặclựccản d nếucócácsốliệu đảmbảovềlựccảngầnvớihìnhdạngcủa
tàumẫu.Tuynhiênkhôngphảilúcnàocũngchọn đ ợchìnhdạngvàkíchth ớctàu
mẫu sátvới tàu thiết kế.
*Ph ơng pháp hải quân.
Việctínhchuyểncôngsuấtkéotheoph ơngpháphệsốhảiquânlàđơngiảnnhất.
Bảnchấtcủaph ơngphápnàylàdựavàosựbằngnhaucủahaihệsố C
E
củatàu đ ợc
thiết kế và tàu mẫu. Khi các số Fr của chúng bằng nhau, nghĩa là:
C
E
= C
Emẫu
khi Fr = Fr
mẫu
(7.3.1)
Giả thiếtnàycàng đúngkhicácyếutốcủatuyếnhìnhcủahaitàu,cũngnh các
kích th ớc của chúng càng gần nhau.
Xét đếncôngthức P
E
= v
s
3
D
2/3
/C
E
và giả thiếttrêntacócôngthứctínhcôngsuất
kéo của tàu:
P
E
= P
Emẫu
(v
s
/v
smẫu
)
3
(D/D
mẫu
)
2/3
(7.3.2)
Với điều kiện v
s
= v
smẫu
mẫu
LL/
(L/L
mẫu
)
2/3
= (D/D
mẫu
)
1/2
Thì công suất kéo sẽ có dạng:
P
E
= P
Emẫu
(D/D
mẫu
)
7/6
(7.3.3)
63
*Tính chuyển lực cản d từ các số liệu của tàu mẫu.
Tínhchuyển R
R
từ cácsốliệucủatàumẫutrongnhiềutr ờnghợpchokếtquả cao
hơn các ph ơng pháp dùng đồ thị.
Côngthức(7.2.1)vẫncóthể đ ợc ápdụng để tínhchuyểnlựccản d đơnvịcho
ph ơng pháp này nếu Fr = Fr
mẫu
.
Giả thiếtrằng:VớiFr đã chothì C
R
là hàmcủacácthôngsố
i
đặctr ngchohình
dáng của thân tàu:
C
R
(
1
,
2
, ,
i
)
(7.3.4)
Khixétảnh h ởngcủasựbiếnthiên
i
củacácthôngsốđó có thể sử dụngcông
thứcTaylor cho hàm nhiều biến.
Ví dụ: Nếu biểu thức gồm hai thông số thì:
2
2
2
2
R
2
21
21
R
2
2
1
2
1
R
2
2
2
R
1
1
R
R
CC
2
C
2
1
CC
CC
Rmẫu
(7.3.5)
Chocác l ợngbiếnthiêncủatuyếnhìnhlàbévàbỏquacácsốhạngchứa
i
có
bậc cao hơn một và các tích của chúng ta có công thức chung:
C
R
= C
Rmẫu
+
i
i
R
C
(7.3.6)
Trong đó:
C
Rmẫu
- hệ số lực cản d của tàu mẫu
i
i
R
C
- l ợnghiệuchỉnhxétđến l ợngbiếnthiêncủa C
R
theothôngsốthứ i
đặc tr ng cho tuyến hình khi Fr = const.
Các thông số
i
có thể là L/B,B/T, , hình dáng s ờn (U,V),
Ph ơng pháp thứ hai của đ a ra công thức xác định:
C
R
= C
Rmẫu
k
1
k
2
k
3
(7.3.7)
Trong đó:
k
i
- các hệ số ảnh h ởng.
64
