Оценка мореходных качеств судна: Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине "Теория и устройство судна", страница 9

-           высоту волны обеспеченностью 0,1% , м;

-           среднюю частоту волны, 1/с

-           средний период волнения, с

            Определить характеристики волнения:

-           среднюю длину волн , м;

-           среднюю скорость волн , м/с.

Определить среднюю скорость волн    в узлах.

Оценить найденные величины, выяснить их смысл.

4.3 Определение характеристик качки судна на тихой воде.

            Рассчитать периоды и частоты вертикальной, килевой и бортовой качки судна на тихой воде при загрузке 100% и 10%, пользуясь приближенными формулами.

-           Вертикальная качка: ,  с    ,  1/с;

-           Килевая качка: ,  с            ,  1/с;                                     (4.2)

-           Бортовая качка: ,  с ,  1/с;

В этих соотношениях d -  осадка судна, с – коэффициент.

h₀ – метацентрическая высота. Величины d и h₀ определены в п.п. 3.1.1 и 3.1.2 для 100% и 10% загрузки судна.

Величину инерционного коэффициента с определить по графику (рис. 11).

Рис. 11 Зависимость коэффициента с от осадки судна

4.4 Расчет и построение амплитудно-частотных характеристик бортовой качки судна

Амплитудно-частотная характеристика качки судна (АЧХ) – это зависимость коэффициента динамичности качки от относительной частоты , где .

s - частота волнения, 1/с;

n_q - собственная частота качки судна (на тихой воде), 1/с.

                                                         (4.3)

a₀ – угол волнового склона.

.                                                                           (4.4)

Рассчитать АЧХ для качки на волнении соответственно 4, 6 и 8 баллов интенсивности для 100% загрузки судна. Высоту волны h_3% определить с помощью шкалы интенсивности волнения, приняв ее наибольшей, соответствующей данной балльности.

            Расчетные значения относительных частот назначить, начиная с  до  с интервалом 0,1;  в районе резонанса () интервал уменьшить до 0,05.

            Отдельно вычислить резонансные значения коэффициента динамичности k_Д  при : . Коэффициент демпфирования 2n_q определить с помощью графика (Рис. 12).

Рис 12. Зависимость коэффициента демпфирования 2n_q  от водоизмещения

Расчет АЧХ выполнить в табличной форме, расчетные таблицы привести в пояснительной записке к курсовой работе. При использовании программы “MS EXCEL”  или любой другой программы прикладной математики, распечатки таблиц также привести в пояснительной записке.

            Построить АЧХ на листе миллиметровой бумаги формата А4.

Диапазон относительных частот  считается зоной наиболее интенсивной качки, близкой к резонансу. Рассчитать значения углов крена судна при относительных частотах  и , соответствующих периодам качки    и  для всех трех интенсивностей волнения:  Значения редукционного коэффициента k_q определить с помощью графиков (рис. 13), где , - волновое число, d – осадка судна.

Рис. 13. Редукционный коэффициент k_q

            Выполнить анализ результатов расчетов качки судна на регулярном волнении. Оценить характеристики резонансной качки, а также усиленной качки в диапазоне относительных частот 0,7 £  £ 1,3.

4.5 Построение зоны усиленной качки на штормовой диаграмме Ю.В. Ремеза для глубокой воды.

Распечатать бланки диаграммы Ремеза для глубокой воды. На бланк нанести зону усиленной бортовой качки судна при 100% загрузки. Длину волны принять равной длине судна. Порядок построения резонансной зоны следующий.

-           На вертикальной оси диаграммы отложить длину волны, равную длине судна;

-           Через эту точку провести горизонталь до пересечения с линями периодов качки, соответствующих рассчитанным значениям t_q,  и ;

-           Из полученных точек провести вниз вертикали, на нижней (круговой) части диаграммы заштриховать полученную область резонансной качки.

4.6 Определение неблагоприятного курсового угла в отношении бортовой качки.

При постоянной скорости хода и курсовом угле волнения c = 90⁰ кажущаяся частота волны слабо зависит от длины волны, поэтому возможны сочетания значений скорости судна v_S и курсового угла c, при которых резонанс по бортовой качке судна будет существовать в широком диапазоне длин волн. Такие курсовые углы называют резонансными. Их значения определяются выражением: