18.Гидродинамическое взаимодействие между судами при расхождении и обгонах.

Гидродинамическое взаимодействие расходящихся в узкости судов

Поведение судна на ходу определяется полем давлений вокруг корпуса судна и, естественно, воздействием средств управления судном.

На мелководье и, особенно, в узкости поле давлений резко меняется по величине от носа до кормы судна.

В районе бака из-за образования спутной волны давление повышенное, в районе миделя давление ниже, в районе кормы оно повышается, но незначительно.

_

+ +

+ + +

+ + +

+ +

_

+ _ + + + +

Следует отметить, что давление в районе бака очень значительное по величине, в районе миделя давление низкое и оно повышается незначительно ближе к корме. Давление на миделе ниже по значению давления в невозмущенной водной среде, а в районе кормы немного выше его.

Давление в корме понижается также вследствие воздействия работающего винта. Он как насос засасывает воду и отбрасывает ее назад в кильватерную струю. Особенно заметен эффект присасывания в районе траверза раковины судна. Присасывание более действенно, если судно по какой-либо причине стоит на месте, а его винт работает на передний ход на больших оборотах.

Гидродинамическое взаимодействие между корпусом судна и стенками каналов

Движение судна в мелководном канале сопровождается теми же явлениями, что и на мелководье, но более выраженными. Из-за дополнительного стеснения фарватера интенсивность волнообразования, проседание и сопротивление движению нарастают быстрее, чем на неограниченном фарватере.

В каналах с трапецеидальным сечением

волнообразование сильнее, чем в каналах с прямоугольным сечением той же площади и глубины.

В теории гидродинамики принято такое понятие как критическая скорость – максимальная скорость распространения волн. Величину её в м/с для практических целей можно приближенно определить по формуле:

где g=9/81м/с² ускорение свободного падения;

Н – глубина места, м.

Особенности движения судна в канале при докритических и околокритических скоростях различны.

Условно можно принять значение для докритической скорости 0.2-0.4 , околокритическая скорость равна 0.4-0.6 . Критическая скорость – 0.6-1.0 .

При движении судна с докритической скоростью в сечении канала, стесненном корпусом, скорость истечения воды между бортом и стенкой канала увеличивается а уровень поверхности понижается. При смещении судна с оси канала обтекание перестает быть симметричным. Скорость потока между бортом и стенкой возрастает еще больше, возникает поперечная сила Р, которая притягивает судно к ближайшей стенке (см. рисунок).

v

vv₁

Р

v₁

Сила притяжения Р возникла вследствие образования области пониженного давления со стороны правого борта. См. уравнение Бернулли:

,

где Р – давление;

V – скорость истечения жидкости.

Явление присасывания особенно заметно при отходе судна от стенки канала. В начале движения винт, работая вперед, засасывает воду со стороны носовой части судна. Поскольку приток воды со стороны борта, обращенного к стенке, затруднен, уровень воды между ними понижается, и со стороны противоположного борта также возникает сила давления Р.

Расхождение с судами

Когда двум судам необходимо разойтись друг с другом в узкости, они должны оставаться вблизи середины фарватера до тех пор, пока это возможно.