Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

12.5 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 3326 27 28 29 30 31 32 33 > Следующая >>>

250 О Б Щ А Я Г И Д Р О Д И Н А М И Ч Е С К А Я Т Е О Р И Я К А Ч К И С У Д О В Г Л . V I

Т ак ка к величины ( Х д з Д з з , ц 5 3 и Я 5 5 найдены ранее из испытаний

при вынужденной качке на спокойной воде, а величины Az,

А$, Sz и

бф определяются экспериментально записью

качки

на

р е г у л я р н о й

2Аг/г„

1,0

• го=80мт

» га=60мм

0,2\

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,0

0,7

0,8

0,9

1,0

L/Я

Рис.

6.20.

- -

с•

—- •

о ь

г о = 80мм

Гд = ВОММ

•

0,1

0,2

0,3

Ofi

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

Рис.

6.27.

L/7L

волне, то мы можем

рассматривать

вышенаписанные

равенства

как уравнения относительно Fz,

8Z — г2 и

F$,

8$ — е$

и,

таким

образом, будем

иметь

Л,

(2G.17)

а Я ,

+ Нзз) .

tg (бф — £

ф )

аЯ-к.

( т

о* ( / + (1№ ) •

(20.18)

На

рис.

6.26

6.27

представлена

относительная

амплитуда

А2/г0 и

сдвиг

на

фазе

6г

зависимости от

относительной

длины

набегающих

волн.


252	О Б Щ А Я Г И Д Р О Д И Н А М И Ч Е С К А Я Т Е О Р И Я					К А Ч К И С У Д О В			Г Л . V I
П о л ь з у я с ь этими зависимостями и аналогичными								зависимос
тями	для А$ и бф, получаем			значения	коэффициентов			амплитуд
и сдвигов фаз возмущающих сил вертикальной и килевой									качки
при отсутствии поступательного хода. Величины Fz								и Fq,		дл я
модели S представлены на рис. 6.28 и					6.29,	и	там же	для	сопо
ставления		даны	результаты	теоретического			расчета	по	теории
А. Н . К р ы л о в а . Расхождение между экспериментальными										зна
чениями Fz		и ^	И их значениями по теории А. Н . К р ы л о в а						объяс
няется дифракцией набегающих волн около модели судна.
Проведя далее испытания				по чисто вертикальной и чисто						киле

вой качке во время хода на волпе, мы можем при помощи формулы


(26.17)	определить		коэффициенты амплитуд			возмущающих		сил
во время хода на волне.							Fz и F$
На	рис.	6.30 и	6.31 представлены		зависимости		Fz и F$	дл я
модели	S от	относительной		скорости	т = и/с	(с =	g/o0 ).	Е с л и
учесть	точность определения			F2 и Fq	в приводимых		эксперимен

тах, то практически следует считать, что возмущающие силы не за висят от поступательной скорости хода.

Таким образом, мы убеждаемся в справедливости предпосылок изложенной выше теории, согласно которой дифракционные силы, равно как и возмущающие силы, обусловленные набеганием волн, практически не зависят от поступательной скорости хода.

Г л а в а V I I

М Е Т О Д Ы П Р И Б Л И Ж Е Н Н О Г О РАСЧЕТА Г И Д Р О Д И Н А М И Ч Е С К И Х Х А Р А К Т Е Р И С Т И К

§27. Возмущающие силы А. Н . Крылова

Из л о ж е н и е методов приближенного расчета гидродинамиче ских характеристик начнем с исследования возмущающих сил, определяемых по теории К р ы л о в а :

pgr0

J" ekzJri

№—к

(х

C O S

Е +

S I N

Е )

] п

ds,

(27.1)

М *

Pgro

j e

k z +

i [ a t ~ h ( x c

o s e

s i

n E ) ]

tl) ds.

Воспользовавшись

теоремой

Гаусса

— Остроградского, пре

образуем поверхностные интегралы в объемные:

Р* — — pg J

j "

j ehz-ih

(x cos s+У sin e) a fly

_|_

(27.2)

M* — — pg f j e'I 2 -i & <* C O S Е + У s i n E> (г X a) dV +

P g t

f e

_ i f t

( x c o s

+ J /

s i n

E )

(yi

x j )

ds0,

где /, j , k — единичные

векторы

осей

координат,

S0 — площадь,

ограничиваемая

ватерлинией и, ради

краткости,

введены

обозна

чения:

а =

QJ 4- Qyj +

klk,

Qx = — ikt, cos e,

0 y

— ikt, sin E,

(27.3)

При этом £,

0Ж

и Oj, суть перемещение

частицы

волновые

склоны

в начале координат.

Обычно

судов

имеет

место

небольшая

асимметрия

носовой

и кормовой

частей относительно середины. Однако эти местные

особенности

очень мало

сказываются

в интегральных в ы р а ж е н и я х

(27.2) и приводят к незначительным добавкам по сравнению с сим метричными судами. Следовательно, практически при определении

254

М Е Т О Д Ы П Р И Б Л И Ж Е Н Н О Г О

Р А С Ч Е Т А

Г Л .

V I I

с у м м а р н ы х

в ы р а ж е н и й

м о ж н о

считать

с у д а с и м м е т р и ч н ы м и

от

н о с и т е л ь н о

с е р е д и н ы .

Этим

н е з н а ч и т е л ь н ы м

у п р о щ е н и е м

мы

б у д е м ш и р о к о

п о л ь з о в а т ь с я

во

всех

в о п р о с а х ,

р а с с м а т р и в а е м ы х

в этой

главе .

К р о м е

т о г о ,

з а м е т и м ,

что

в м о р с к и х

у с л о в и я х

д л и н а н а б е г а ю щ и х

волн

имеет

п о р я д о к

д л и н ы

к о р а б л я

к о т о

р а я п р и м е р н о

восемь

р а з

б о л ь ш е

его

ш и р и н ы .

П о э т о м у

б у

д е м п р е н е б р е г а т ь

малыми ч л е н а м и

п о р я д к а

(ку

sin е ) 2

. П р и

т а к о м

у п р о щ е н и и

в ы р а ж е н и я

(27.2)

п р и м у т

вид

О + L / 2

— 2pg

У (х,

z) ehz

cos

(кх

cos

е) a

-f-

—т — L / 2

L / 2

-f- 2pg£fe

(x)

cos

(кх

cos

dx,

= PgQy —

L / 2

(x) cos

(кх

cos

e) dx

—

- L / 2

L / 2

— & —

y3(x,

z) ehz cos

(to

cos

e) dx

-f-

—V — L / 2

0 + L / 2

-f-

(x,

z) ekz

cos

(кх

cos e) da: dz

-T

— L / 2

L / 2

Л/*

2pg£S

j / 0

(a:) a: sin

(кх

cos

da;

- L / 2

0 + L / 2

—

& [

ач/ (x,

z) ef t 2

sin

(fea; cos e)

—T—L/2

0 + L / 2

—

2pgG~

(x,

ekz

cos

(/ca: cos e) da: dz,

—T

- L / 2

0 + L / 2

2pgQyi

arjy (x,

z) ehz

sin

(for

cos g) da: dz

—

—T — L / 2

г'/с

sin e

0 + L / 2

2pg

Уя

(x,

z) eht

cos

(кх

cos

dz,

- ^ - g

-T — L / 2

где

обозначает, о с а д к у

с у д н а ,

—

его

д л и н у ,

(х,

—

о р д и

н а т у

с у д о в о й п о в е р х н о с т и

у0

(х)

—

о р д и н а т у в а т е р л и н и и .

Д л я р е а л ь н ы х с у д о в к о э ф ф и ц и е н т в е р т и к а л ь н о й п о л н о т ы %

мало

отличается

от

коэффициента

п о л н о т ы

м и д е л ь - ш п а н г о у т а

р\

27	В О З М У Щ А Ю Щ И Е			С И Л Ы	А. Н.	К Р Ы Л О В А	255
Поэтому уравнение судовой			поверхности можно задать				в форме
	у(х,	z)	=	в -%-Z(z)X(x),			(27.5)
где В	— ширина судна,	у0	(х)	= ~	X (х)	— уравнение	ватерли

нии и ух (z) = - у Z (z) — уравнение мидель-шпангоута.

П р и такой форме задания судовой поверхности вырал<ения (27.4) д л я возмущающих сил можно представить в удобном виде, содержащем безразмерные поправочные коэффициенты:

~pgVx1(kT)

К,

kL_

cos

е ) 9 х ,

— pgVxx

(кТ) Кх

[

kL_

cos

Эу ,

— PgSoK2 (кТ)

Кх

е) £'

c o s

М'х

pg"

Jxx3

(кТ)

К2^-^~

cos ej

—

(27.6)

-pg\

Jyx2

(kT)

I ^kL-

cos 8

Vb,V4(kT)K^

COS 8

ex,

м:

pgi

j kT

cos eJyxx

(kT)

cos

e) 6^ —

— kbx

sin eJxx5

(kT)

cos

где

— объемное

водоизмещение,

— площадь,

ограничива

емая

ватерлинией,

— глубина

п о г р у ж е н и я

центра величины,

J x

и J y — моменты инерции площади S0,

bx,

% i

и Ki

— следующие

безразмерные

поправочные

коэффициенты:

я,

Y^Z{-zT)e-^4z,

Хп

dZeh\

х3

dZW,

-Т

-1т

± - ^ . Z { - z T ) e - ^

256		М Е Т О Д Ы		П Р И Б Л И Ж Е Н Н О Г О			Р А С Ч Е Т А		Г Л . V I I
		1						1	dz,
х 5	=	- J - j Z 3 ( - zJ) e-'^dz, Ьа =						Г J Z 3 ( - zT)	dz,
		о						о
К,			хЬ			kL
К,				—j cos (—2~ я c					(27.7)
		о							(27.7)
	=	о	I					)
	=	— \| X	I				o s е	)
		X 3 ,	z L	\cos	/ AL	х cos е dx
К,			2	/ 1	2
К,
					i £	\ ж sin. I	kL
К.	=	•yfcL cos е			i £	\ ж sin. I	I - у - a; cosi е,\| da;,
		1
Y = J z 2 X '-^-J dr.

Некоторые из этих коэффициентов уж е встречались в плоской задаче о качаниях отдельных шпангоутов. Из коэффициентов и, независимыми являются только два, например х 2 и к 3 . Возьмем уравнение мидель-шпангоута в виде параболы

2 ( -	zT) = 1 - zm ,
где показатель m связан с	коэффициентом полноты соотноше
нием

т= ХД1 - X).

тогда выражения для х 2 и и 3 принимают вид

1	1
и 2 = гаг j" z^-^-^dz, х 3	= /га3 j z 3 m - % - 6 z dz	(б = ItT).	(27.8)
Остальные коэффициенты	щ выражаются	следующим	обра
зом:

« 4 =

ffluoX(1-x)

i 1 ~ X + е ~ 6 [1 + (1 ~ X) (26 - 1)] - к 2 } , j (27.9)

258 М Е Т О Д Ы П Р И Б Л И Ж Е Н Н О Г О Р А С Ч Е Т А Г Л . V I I

П ри малых

кТ

приближенные значения

х 2

и х 3

следующие:

Ко

кТ%

к*-Т*

1 - Х

(27.10)

кТ

№Т2

( 1 - Х ) 2

5 х - 2

6Х

частном

случае

вертикальной

килевой

качки

при

е — 0

выражения Fz

и Му

форме

(27.6)

были

получены иным

путем

Г. Е.

Павленко

[

] . Им

же

проведены

вычисления

поправоч

4 Х

ных

коэффициентов

х 2 ,

Кг

К3,

представленные

графиками

на

рис. 7 . 1 - 7 . 3 .

случае

конечной

глубины

общие

формулы

(27.1)

для

и М*

имеют

несколько

иной

вид, а

именно:

iat

j" j

)

xcos

*+y

sin

= — pgr

Ihbl

> « ds,

I (27.11)

P g V

—ife (ж cos

E + y

где

волновое

число

связано

параметром

a0/g

соотноше

нием

k th kh

= a2/g.

(27.12)

Легко

видеть, что

поправочные

коэффициенты

А\,

А 2

А'3

гохраняют

свой

прежний

вид, а поправки

щ будут следующими:

С г , ,

chk(h

—

zT)

dz,

± \ Z ( - Z T

) .

\z,^-zl>—сШ—

— г

(27.13)

	1
х, •=•-	j z z ( - z r ) ^ ^ l , z ,
	о

dz.

	П Р И С О Е Д И Н Е Н Н Ы Е	М А С С Ы	259
	§ 28. Присоединенные массы
В §§ 25 и	26 показано, что р, 3 3 и и 5 5 резко изменяются с часто
той и быстро	достигают значений \i33	(со) и и 5 5 (со), равных	поло

вине соответствующих значений присоединенных масс сдвоенного судна, движущегося как одно целое в безграничной жидкости. Поэтому для расчета резонансного режима продольной качки можно ограничиться предельными значениями присоединенных масс при v = с о , в случае же бортовой качки собственная частота меньше, чем для килевой. Следовательно, для расчета резонанс ного режима бортовой качки можно ограничиться значениями присоединенных масс при v — 0. То же самое можно сказать о боковом движении (рыскливость и дрейф) на волне, для которого свободное перемещение протекает апериодически. Из всего ска занного следует, что для практически интересных случаев присо единенную инерцию судна можно п р и н я т ь равной половине при


соединенной инерции			сдвоенного судна, движущегося как одно
целое в неограниченной				жидкости.
В некоторых же случаях, например при расчете								параметров
автостабилизирующих			систем бортовой				качки и курсового		управ
ления, следует учесть зависимость присоединенной								инерции от
частотного параметра v. В этих случаях нахождение								зависимости
от v можно осуществить				экспериментально, методом,				изложенным
в § 26. Здесь мы не будем					касаться этих случаев.
	Итак, в нашу задачу			входит найти простые и удобные выраже
ния	для	присоединенных			масс	судна.	Д л я удлиненных		судов
fiift	» 0, а	остальные	значения			можно	определить на	основе ме

тода плоских сечений, т . е . полагая, что каждый шпангоут судна находится в плоскопараллельном потоке. С физической точки зре ния это означает пренебрежение продольным растеканием жидко сти, которое может оказаться существенным лишь у носа и кормы судна. Присоединенная масса носовой и кормовой частей судна весьма мала по сравнению с присоединенной массой всего судна.

Д л я	того чтобы оценить результат расчета				присоединенных
масс при помощи метода плоских сечений,				рассмотрим		судно,
корпус которого представлен в виде половины					эллипсоида		вра
щения.	Присоединенные массы		для трехосного		эллипсоида		вы
ражаются через		эллиптические	интегралы	14 е ], которые		в	слу
чае эллипсоида		вращения переходят в элементарные функции .
Имеем

				_	• -			в"
ИГ	~ ~2Щ '		г	з 3	ИГ 2А0			^ " raah
Jyy~~	(1 +	Ч		) [ 2 Ц - Ч )) ( Д			(	-Я о - Л ) ( 1 + Ч ) ]		(28.1)
1-155 _	_			( 1 - Г ) 2		+	0	А0)		'
			2		2	+			2	'
			2		2				2

<<< < Предыдущая 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 3326 27 28 29 30 31 32 33 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20234.21 Mб11Харрик И.Ю. Функции многих переменных.pdf
#
25.10.202314.52 Mб41Харт Э. Гидратированный электрон.pdf
#
19.10.20236.15 Mб7Хартович, Ю. И. Вибрационный выпуск руды.pdf
#
23.10.20236.99 Mб9Харчева Л.И. Концентрация производства и эффективность ее современных форм.pdf
#
29.10.20233.77 Mб17Харченко К.С. Практика профильного шлифования.pdf
#
25.10.202312.5 Mб38Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля.pdf
#
23.10.20234.62 Mб14Хатипов А.Э.-А. Курс проективной геометрии пространств с распадающимся абсолютом учеб. пособие.pdf
#
29.10.20234.32 Mб16Хацкелевич В.А. Расчет режимов генератора при анодной модуляции на новых лампах.pdf
#
24.10.20239.84 Mб6Хачатрян Х.А. Стабильность работы почвообрабатывающих агрегатов.pdf
#
22.10.202314.34 Mб31Хачатурян, А. Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов.pdf
#
19.10.20237.4 Mб101Хаяк, Г. С. Инструмент для волочения проволоки.pdf