Результаты моделирования движения судна на мелководье Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Абдуллаева Залина Мусаевна, Асланов Гайдарбек Кадырбекович, Яхьяев Мурад Лиматулаевич
Рассматриваются вопросы движения судна на мелководье с постоянной и переменной глубиной. Получены уравнения динамики судна, позволяющие учитывать влияние мелководья на динамику судна путем подстановки в коэффициенты при уравнениях движения судна на глубокой воде отношения осадки судна к глубине акватории. Разработана математическая модель движения судна по заданной кривой траектории на мелководье при переменной глубине.
Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Абдуллаева Залина Мусаевна, Асланов Гайдарбек Кадырбекович, Яхьяев Мурад Лиматулаевич
THE SIMULATION RESULTS OF THE BOAT IN SHALLOW WATER
The questions are considered of the movement vessel in shallow with constant and variable depth. The equations of dynamics vessel are obtained, permitting to allow the impact on the dynamics of shallow vessel by substituting the coefficients of the equations of motion the vessel in deep water relations draft of the vessel to the depth of the waters. The mathematical model has been developed of the vessel on a given curse trajectory in shallow at variable depth.
Текст научной работы на тему «Результаты моделирования движения судна на мелководье»
ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И
Абдуллаева З.М., Асланов Г.К., Яхьяев М.Л.
РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ СУДНА НА МЕЛКОВОДЬЕ
Abdullaeva Z.M., Aslanov G.K., Yakhyaev M.L.
THE SIMULATION RESULTS OF THE BOAT IN SHALLOW WATER
Рассматриваются вопросы движения судна на мелководье с постоянной и переменной глубиной. Получены уравнения динамики судна, позволяющие учитывать влияние мелководья на динамику судна путем подстановки в коэффициенты при уравнениях движения судна на глубокой воде отношения осадки судна к глубине акватории. Разработана математическая модель движения судна по заданной кривой траектории на мелководье при переменной глубине.
Ключевые слова: гидродинамические коэффициенты, уравнения гидродинамики судна, мелководье, моделирование.
The questions are considered of the movement vessel in shallow with constant and variable depth. The equations of dynamics vessel are obtained, permitting to allow the impact on the dynamics of shallow vessel by substituting the coefficients of the equations of motion the vessel in deep water relations draft of the vessel to the depth of the waters. The mathematical model has been developed of the vessel on a given curse trajectory in shallow at variable depth.
Key words: hydrodynamic coefficients, equations of hydrodynamic of the vessel, shallow, modeling.
Одним из путей повышения эффективности работы морского флота является обеспечение безопасного плавания средне и крупнотоннажных судов на мелководье, что приводит к ужесточению требований по обеспечению безопасности плавания.
При плавании на мелководье приходится учитывать соотношение между глубиной и осадкой, так как на мелководье возникают силы гидродинамического взаимодействия корпуса судна и грунта, существенно влияющие на поведение судна.
Моделирование движения судна на мелководье является актуальной задачей. Сравнительный анализ математических моделей движения судна на
мелкой и глубокой воде разных авторов показал, что нет единой модели описывающей движения судна на глубокой воде.
В качестве модели движения судна на глубокой воде возьмем систему безразмерных дифференциальных уравнений для малых отклонений судна от криволинейной траектории в связанной с судном системе координат согласно [1].
где V - линейная (приведенная) скорость судна ^ = V; V - текущее зна-
чение линейной скорости судна; V0 - начальное значение линейной скорости судна; в - угол дрейфа; ю - безразмерная угловая скорость судна о = ^^; L -
длина судна между перпендикулярами; Q - угловая скорость судна; тц, m22, т66 - безразмерные гидродинамические коэффициенты;
т- безразмерное время т = —; nx - безразмерный коэффициент сопротивления движению судна; np - безразмерный коэффициент тяги движителей; m™ ,npy ,n°0 ,mpy - гидродинамические коэффициенты корпуса судна, причем; m 0 - гидродинамический коэффициент вращательной производной горизонтального момента; пру — гидродинамический коэффициент позиционной производной поперечной силы; п0 — гидродинамический коэффициент вращательной производной поперечной силы; mfiy - гидродинамический коэффициент позиционной производной горизонтального момента. nmy,mpy характеризуют линейные компоненты зависимости поперечной силы и горизонтального момента на корпусе от угловой скорости и называются вращательными производными.
По аналогии с ними значения npy ,mpy называются позиционными производными.
пУу - коэффициент, характеризующий эффективность установленных на
судне средств управления; д - угол перекладки руля, выраженный в радианах и от считываемый от диаметральной плоскости судна, причем перекладка руля на правый борт соответствует 8 > 0 а на левый борт значению 8 < 0; l - приведенное отстояние баллера руля от центра тяжести судна (безразмерное плечо руля); n, m - коэффициенты нелинейности поперечной силы и
Обычно исследователя интересуют размерные уравнения. После приведения указанных уравнений к размерному виду получены уравнения: