Оценка влияния шахтного устройства на характеристики продольной качки судна на встречном волнении

Автор: К.Д. Овчинников

В настоящей работе представлены результаты анализа влияния шахтного устройства круглого сечения на характеристики продольной качки судна на встречном волнении посредством модельного и численного экспериментов. Проведено экспериментальное исследование продольной качки модели судна серии 60 с различными конфигурациями шахтного устройства круглого сечения диаметром до четверти ширины корпуса на встречном регулярном волнении при отсутствии скорости хода в опытовом бассейне кафедры теории корабля ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет». По результатам экспериментов построены амплитудно-частотные характеристики вертикальной и килевой качки, а также относительных колебаний жидкости в шахте судна. С помощью современных средств вычислительной гидромеханики, реализованных в программном продукте OpenFOAM, проведено численное моделирование продольной качки моделей серии 60 и DTMB 5415 на встречном регулярном волнении с шахтными устройствами круглого сечения диаметром до половины ширины корпуса, а также численное моделирование продольной качки модели серии 60 на встречном регулярном волнении с различными месторасположениями шахтного устройства круглого сечения диаметром четверть ширины корпуса. По результатам численного моделирования построены амплитудно-частотные характеристики вертикальной и килевой качки при различных формах корпуса, конфигурациях и месторасположении шахтного устройства. По результатам модельного и численного экспериментов сделан вывод о пренебрежимо малом влиянии шахтного устройства различной конфигурации и месторасположения на характеристики продольной качки судна на встречном волнении. Расчеты продольной качки судна с шахтным устройством можно выполнять для корпуса без шахты.

Ключевые слова: продольная качка, шахта, шахтное устройство, серия 60, DTMB 5415, амплитудно-частотная характеристика, OpenFOAM.

УДК  629.5.017.2

Об авторе:

К.Д. Овчинников - ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет», Санкт-Петербург, e-mail: ovchinnikov_kd@mail.ru

Страницы: 51-56

Список литературы

1. Gaillarde G. and Cotteleer A. Water motion in moonpools empirical and theoretical approach, Maritime Research Institute Netherlands MARIN, 2001.
2. Fukuda K. Behaviour of water in vertical well with bottom opening of ship, and its effect on ship motions, Journal of the Society of Naval Architects of Japan, Vol. 141, pp. 107-122, 1977.
3. Aalbers A.B. The water motions in a moonpool, Ocean Engineering, Vol. 11, No. 6, pp. 557-579, 1984.
4. Matusiak J. Water column motion in a moonpool of a ship. Journal for Structural Mechanics. Vol. 30 1997, No 2.
5. Molin B. On sloshing modes in square or nearly square moonpools. 33rd International Workshop on Water Waves and Floating Bodies, April 4 to April 7, 2018 in Guidel-Plages, FRANCE.
6. Molin B. On the piston and sloshing modes in moonpools, Journal of Fluid Mechanics, Vol. 430, pp. 27-50, Cambridge University Press, 2001.
7. Molin B. On the piston mode in moonpools, Proceedings of the 14 th Int. Workshop on water waves & floating bodies, 1999.
8. Heo Jae-Kyung, Park Jong-Chun, Koo Weon-Cheol, and Kim Moo-Hyun Influences of Vorticity to Vertical Motion of Two-Dimensional Moonpool under Forced Heave Motion. Hindawi Publishing Corporation, Mathematical Problems in Engineering, Volume 2014, Article ID 424927, 13 pp.
9. Malta, E.B., Cueva, M., Nishimoto, K., Gonçalves, R., Masetti, I., 2006, Numerical Moonpool Modeling, OMAE2006-92456.
10. Sajjan, Sharanabasappa C., and Surendran, S. Model tests on the moored vessel with different moonpool shapes, Ocean Systems Engineering Volume 3, Number 2, June 2013, pp. 137 147.
11. Guidelines for Moonpool Assessment. Guidance Note NI 621 DT R00 E. Bureau Veritas, 2016.
12. Modelling and Analysis of Marine Operations. DNV-RP-H103. Det Norske Veritas as, 2014.
13. ITTC – Recommended Procedures and Guidelines. Seakeeping Experiments. 7.5-02 07-02.1. 2014.
14. https://openfoam.org/ (дата использования интернет-ресурса 21.03.2019 г.).
15. Блищик А.Э., Таранов А.Е. Численное моделирование динамики судна в задачах управляемости и качки. Труды Крыловского государственного научного центра. 2018; 2(384): 29–38.
16. Лобачев М.П. Исследование особенностей течения вязкой жидкости в кормовой оконечности судов с полными обводами. Труды Крыловского государственного научного центра. 2013. № 78 (362), с. 5-28.
17. Шевчук И.В., Корнев Н.В., Рыжов В.А. Численное моделирование корабельного следа на мелководье с использованием гибридного URANS-LES метода. Морской вестник. 2013. № 1S (10). С. 83-85.
18. Ткаченко И.В., Тряскин Н.В. Численное моделирование качки судна на регулярном волнении. Морские интеллектуальные технологии. № 3 (21). 2013.
19. Зверков В.Н., Никущенко Д.В. Численное моделирование качки движущегося судна на встречном регулярном волнении. Морские интеллектуальные технологии. № 4 (26). Т. 1. 2014.
20. Овчинников К.Д. Определение гидродинамических характеристик судна при качке с помощью современных средств вычислительной гидромеханики. Морские интеллектуальные технологии. № 1 (39). Т.1. 2018.
21. Овчинников К.Д. Численное моделирование качки судна с шахтным устройством на встречном волнении. Труды ИСП РАН. Том 30, вып. 5, 2018 г., стр. 235 – 248 (на английском языке).
22. Irvine M., Longo J. and Stern F. Pitch and Heave Tests and Uncertainty Assessment for a Surface Combatant in Regular Head Waves, Journal Ship Research, Vol. 52, No. 2, June 2008, pp. 146 – 163.

Ссылка для цитирования: К.Д. Овчинников. Оценка влияния шахтного устройства на характеристики продольной качки судна на встречном волнении // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2019. - №56/57. - С. 51-56.