Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р. Е. АЛЕКСЕЕВА»

Кафедра «Кораблестроение и авиационная техника»

Научно исследовательская работа

На тему «Анализ методов расчета остаточного

сопротивления транспортных судов»

Выполнил: студент группы

17-КС-1

Угулава Р. Г.

Проверил: Зуев В.А.

Нижний Новгород, 2021 г.

Оглавление

Введение 3

1 Способы оценки остаточного сопротивления 4

1.1 Статистические методы 7

1.2 Экстраполяционные методы 10

1.3 Методы на основе систематических модельных испытаний 12

1.4 Сравнивание методов расчета остаточного сопротивления 14

2 Расчет остаточного сопротивления 20

Заключение 24

Литература 25

Введение

Одним из важнейших элементов эксплуатационно-экономического обоснования речных грузовых судов является определение ходовых качеств судна, для чего требуются алгоритмы вычисления тяги движителей и сопротивления воды движению судна.

Наиболее надежный способ прогнозирования сопротивления воды – модельные испытания – предполагает знание главных относительных размерений судов и потому не годится для решения задачи эксплуатационно-экономического обоснования, в которой такие размерения являются искомыми.

Расчётные методы прогнозирования сопротивления воды, как известно, представлены двумя группами: методами пересчёта с прототипа и методами прямого расчёта.

Задача вычисления сопротивления воды движению судна являлась предметом большого количества исследований, как в нашей стране, так и за рубежом. Тем не менее, можно утверждать, что эта задача до сих пор не имеет окончательного решения. Причиной этого является сложность гидродинамических явлений, возникающих при движении судна и отсутствие удовлетворительных для практики приближённых аналитических решений, касающихся вихревого и волнового сопротивлений.

Основная проблема при использовании существующих методов расчёта сопротивления судов состоит в том, что эти методы обладают значительной погрешностью, причём для них невозможна оценка ни величины погрешности, ни даже её знака [1].

1 Способы оценки остаточного сопротивления

Для расчета остаточного сопротивления на начальных стадиях проектирования применяются следующие методы:

- статистические методы, основанные на статистической обработке большого числа разновременных моделей, экспериментов и натурных испытаний (таблица 1.1);

- экстраполяционные методы, состоящие в корректировке коэффициента волнового сопротивления прототипа с помощью поправочных коэффициентов влияния, учитывающих изменение формы обводов проекта по сравнения с прототипом (таблица 1.2);

- методы на основе модельных испытаний, причем обводы и характеристики моделей систематически изменяются (таблица 1.3) [2].

Таблица 1.1 – Статистические методы расчета остаточного сопротивления

№ п/п	Авторы и ссылки	База метода	Входные параметры	Примечания
1	Lap и Keller [3], [4], [5]	Несистематические испытания моделей грузовых и пассажирских судов		Не учитывается влияние бульба. Метод надежен для базовых типов судов
2	Hollen-bach [6]	Испытания 433 моделей		-
Продолжение таблицы
3	Doyere Ch. [7], [8]	-		Для боевых кораблей и быстроходных гражданских судов Влияние бульба не учитывается

Таблица 1.2 – Экстраполяционные методы расчета остаточного сопротивления

№ п/п	Авторы и ссылки	База метода	Входные параметры и диапазон изменения	Примечания
1	И. В. Гирс [9], [10], [3], [11]	Серия моделей Taylor’a – Gertler’a		Влияние бульба не учитывается
2	В. М. Штумпф [3], [11]	Оригинальная серия моделей		Для транспортных судов. Бульб не учитывается. Учитывается форма носовых шпангоутов
3	О. В. Дубровин [12], [13]	Оригинальная серия моделей		Для морских буксиров, ледоколов и рыбопромысловых судов
4	ЦНИИ им. А. Н. Крылова [12], [14]	Оригинальная серия моделей		Для быстроходных судов

Таблица 1.3 – Методы на основе модельных испытаний, для определения ходовых качеств на начальных стадиях проектирования

№ п/п	Авторы и ссылки	База метода	Входные параметры и диапазон изменения	Примечания
1	Taylor – Gertler [11], [15], [16], [17]	Серия моделей		1910 г. (переработана в 1954 г.) Военные корабли, быстроходные пассажирские и грузовые суда. Бульб не учитывается. Ошибка 5…10% в опасную сторону. Постоянны: β = 0,925;
2	F. H. Todd [20 14], [18], [11], [19], [20], [21]	Серия «60»		1953 – 1957 гг. Сухогрузные суда, танкеры. Бульб не учитывается
3	A. Williams [22], [23]	Серия SSPA		1969 г. Бульб не учитывается. Одновальные грузовые суда
4	ЦНИИ им. А. Н. Крылова [24], [18], [25]	Серия сухогрузных, контейнерных и трейлерных судов		1972 г. V-образные и бульбовые обводы носовой оконечности

Продолжение таблицы
5	ЦНИИ им. А. Н. Крылова [18], [24], [25]	Серия крупнотоннажных танкеров и рудовозов		1969 г. Носовые обводы: V-образные, бульбовые и таранно-конические. Кормовые: V- и U-образные, сигарообразные