Зменшення опору руху суден за допомогою використання виїмок та повітряного змащення
Вантажиться...
Дата
2021
Автори
Боднарчук, Ю. С.
Bodnarchuk, J. S.
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Боднарчук Ю. С. Зменшення опору руху суден за допомогою використання виїмок та повітряного змащення – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.03 «Конструювання та будування суден» – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2021 р. В дисертаційному дослідженні представлені засоби зниження опору судна у вигляді локальних поперечних поглиблень (виїмок) на днищовій поверхні різних типів суден та поглиблень (виїмок) у вигляді кілець на поверхні підводних човнів, а також вплив подачі повітряного мастила природним шляхом на поверхню швидкісного судна. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, додатків та списку використаних джерел.
В роботі описаний алгоритм побудови розрахункових проектів в computational fluid dynamics комплексах Flow Vision та Flow Simulation. Підчас створення розрахункового проекту виконується параметричний аналіз за допомогою методів обчислювальної гідродинаміки. Визначаються параметри моделювання для того щоб працював алгоритм диференційних рівнянь, які описують рух рідини, метод кінцевих об’ємів зводить їх до системи лінійних алгебраїчних рівнянь. Процес валідації програмного продукту Flow Vision та Flow Simulation при моделюванні обтікання корпусів суден виконувався для моделі танкеру проекту 005RST01 та підводного об’єкту сигаро подібної форми в різних науково-дослідницьких басейнах. Порівняння результатів розрахунків у вказаних програмних комплексах з даними фізичних експериментів показали дуже високу інформативність і достатню для практичного використання точність цих програм.
Також в роботі описується процес дослідження впливу виїмок на відносно простих об’єктах, таких як циліндричне тіло та круговий циліндр, які є перехідними етапами до судна та підводного човна відповідно. Проводилося дослідження ефективності локального поперечного поглиблення (виїмок) на днищовій поверхні суховантажного судна. Перевірка ефективності впливу виїмок на ходові якості судна була виконана на моделі танкера проекту 005RST01. Окрім того, за допомогою computational fluid dynamics пакетів було виконано моделювання як для моделі, так і для натурного судна. Слід відмітити, що розміри і місце розташування виїмок для кожного судна необхідно підбирати окремо, беручи до уваги характеристики обраного натурного судна. В програмних продуктах Flow Vision та Flow Simulation проводилися розрахунки впливу встановлених виїмок на поверхнях двох типів підводних човнів.
Проведено дослідження методів зниження опору для швидкісних суден. В програмному комплексі Flow Vision моделювалось швидкісне судно зі встановленою виїмкою в двох варіантах: без урахування вільної поверхні і з урахуванням вільної поверхні для скорочення часу розрахунку і більш детального вивчення ефекту. На моделі погано обтічного тіла, у вигляді паралелепіпеду, досліджувалось питання про ступінь ефективності одночасного використання декількох засобів впливу на прикордонний шар спрямованих на зниження опору тіл при їх русі в рідині. На моделі швидкісного судна досліджується вплив на зниження опору подачі повітря на днищову поверхню корпусу через канали при заданій швидкості та за рахунок перепаду тиску на дні судна та атмосферного тиску зверху, що дало позитивний результат.
Сформована загальна схема алгоритму вибору засобів зниження опору руху під час проектування суден, які дають змогу зменшенню витрат палива і вартості перевезеного вантажу (пасажирів) та терміну окупності витрат при впроваджені цих засобів на новому або вже введеному в експлуатацію. Розроблено методику визначення можливості зниження опору руху об’єктів океанотехніки з встановленими місцевими особливостями в основу якої покладені методи обчислювальної гідродинаміки та параметричного аналізу.
Опис
Боднарчук, Ю. С. Зменшення опору руху суден за допомогою використання виїмок та повітряного змащення = Reducing ship drag through the use of recesses and air lubrication: автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.08.03 / Ю. С. Боднарчук ; наук. кер. Ю. М. Король : НУК. – Миколаїв, 2021. – 25 с.
Ключові слова
прикордонний шар, виїмка, повітряне змащення, судна, підводний човен, мінімізація опору, експериментальне і чисельне моделювання, параметричний аналіз, обчислювальна гідродинаміка, погано обтічне тіло, 05.08.03 "Конструювання та будування суден", пограничный слой, выемка, воздушное смазка, суда, подводная лодка, минимизация сопротивления, экспериментальное и численное моделирование, вычислительная гидродинамика, плохообтекаемое тело, boundary layer, excavation, air oil, vessels, submarine, resistance minimization, experimental and numerical modeling, computational hydrodynamics, applications and poorly streamlined body