аспирант690003, Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50a
доктор технических наук, доцент, старший научный сотрудник
690003, Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50a
Темой исследования является учет в ходе решения практических задач влияния ветра на параметры движения судна, в том числе при криволинейном движении, в частности, на циркуляции. Отмечается, что объем информации по этой проблеме крайне мал, особенно в части количественных оценок ветрового воздействия на элементы циркуляции. Исходя из этого цель данной работы заключалась в исследовании воздействия ветра на элементы циркуляции на основе математического моделирования и определении количественных оценок этого воздействия при изменении таких факторов, как скорость и курсовой угол ветра, длина судна, угол перекладки руля. Моделирование выполнялось на сертифицированном навигационном тренажере Transas NT Pro5000. В работе приведена используемая в этом тренажере математическая модель движения судна и учета ветрового воздействия. Дано описание трех моделируемых судов контейнеровозов с похожими аэродинамическими характеристиками. Выполнено моделирование движения судов на циркуляции при различных значениях курсового угла ветра перед началом поворота и при двух значениях скорости ветра. В отдельных экспериментах изменялся угол перекладки руля. Результаты моделирования представлены в табличном и графическом виде. Определены количественные оценки смещения точек поворота на циркуляции на 90°, 180°, 270° и 360° при ветровом воздействии от соответствующих точек циркуляции при отсутствии ветра. Представлены графические зависимости этих смещений от курсового угла ветра и их аналитические аппроксимации. Установлены диапазоны курсовых углов ветра, при которых наблюдалось максимальное влияние ветра на элементы циркуляции. Рассчитаны количественные оценки обратно пропорциональной зависимости элементов циркуляции от длины судна. Проверены гипотезы других авторов исследований о направлении смещения кривой циркуляции при ветровом воздействии. Отмечается, что для проверки обоснованности и достоверности полученных результатов необходимо выполнение подобных исследований с использованием других математических моделей и натурных экспериментов.
When solving a number of practical problems of navigation and ship maneuvering, it is necessary to take into account the effect of wind on the parameters of the ship motion, including curvilinear motion, in particular, on circulation. There is very little information on this problem, especially in terms of quantitative estimates of the wind impact on circulation elements. Based on this, the purpose of this work is to study the effect of wind on the circulation elements based on mathematical modeling and to determine quantitative estimates of this effect when changing such factors as wind speed and heading angle, ship length and rudder angle. The simulation is carried out on a certified navigation simulator Transas NT Pro-5000. The mathematical model of vessel movement and wind effect used in this simulator is presented in the paper. A description of three simulated container ships with similar aerodynamic characteristics is given for the various heading angle and velocity of the wind before the start of the turn. In some experiments, the rudder angle is changed. The results of the simulation are presented in tabular and graphical forms. Quantitative estimates of the displacement of the turning points on the circulation by 90°, 180°, 270° and 360° at wind influence from the corresponding points of circulation in the absence of wind. The graphical dependences of these displacements on the heading angle of the wind and their analytical approximations are presented. The ranges of the wind heading angles at which the maximum effect of the wind on the circulation elements is observed are established. Quantitative estimates of the inversely proportional dependence of the circulation elements on the ship length are calculated. The hypotheses of the other authors about the direction of displacement of the circulation curve under wind action are tested. To verify the validity and reliability of the results obtained, it is necessary to perform similar studies using other mathematical models and natural experiments.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.