ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНОЙ ПОСАДКИ СУДНА С ПОМОЩЬЮ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Темой предлагаемого исследования является определение равновесной посадки, которая представляет собой необходимый предварительный этап применения других алгоритмов систем поддержки принятия решений, таких как идентификация затопленного отсека, прогнозирование вероятности опрокидывания аварийного судна и др. Выполненное вычисление равновесной посадки на реальном судне производится по показаниям датчиков углов крена для бортовой и килевой качки и датчиков давления водяного столба для вертикальной качки. В линейном случае математическое ожидание отдельно взятой величины совпадает с положением равновесия по соответствующей оси координат. Однако качка судна на морском волнении является, как правило, нелинейным процессом, а значит, требуется поправка относительно математического среднего. В статье проиллюстрировано использование метода Нечаева для определения равновесного положения судна, плавающего в море при сильном волнении. Предложен алгоритм, основанный на имитационном моделировании в программном комплексе «Виртуальный полигон». Обосновано,что усложнение модели волн, используемой для получения коэффициентов в алгоритме Ю. И. Нечаева, мало изменяет полученное значение равновесного параметра, однако при этом значительно увеличивается время, затраченное на генерацию одной симуляции. Если при использовании линейных волн или волн Стокса генерация в течение двух минут симуляции происходит быстрее чем за две минуты реального времени, то при использовании волн Герстнера время симуляции приближается к трем минутам реального времени, что уже превышает время симуляции. При этом при использовании модели волн Стокса можно добиться более приближенных результатов к модели Герстнера, чем при использовании модели линейных волн, не затрачивая дополнительного времени, что позволяет сделать вывод об оптимальном варианте использования алгоритма.

имитационное моделирование, качка судна, равновесная посадка, модель морского волнения, остойчивость судна

1. Бордюг А. С. Методы распознавания данных при плавании судов / А. С. Бордюг // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 6. - С. 1029-1038. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-6-1029-1038.

2. Ершов А. А. Оценка эффективности использования перекачки балласта для предотвращения повреждения корпуса судна в ледовых условиях / А. А. Ершов, П. И. Петухов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 3. - С. 316-324. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-3-316-324.

3. Мазуренко О. И. Моделирование тылового грузового фронта морского угольного терминала / О. И. Мазуренко, И. А. Русинов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021.- Т. 13. - № 5.- С. 636-650. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-5-636-650.

4. Киселев В. С. Имитационное моделирование работы шельфовых сооружений с танкерами-челноками при отгрузке нефтепродуктов в условиях Крайнего Севера / В. С. Киселев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 1. - С. 46-56. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-1-46-56.

5. Gavrikov A. Virtual testbed: simulation of air flow around ship hull and its effect on ship motions / A. Gavrikov, A. Degtyarev, D. Egorov, I. Gankevich, A. Grigorev, V. Khramushin, I. Petriakov // International Conference on Computational Science and Its Applications. - Springer, Cham, 2020. - Pp. 18-28. DOI: 10.1007/978-3-030-58817-5_2.

6. Petriakov I. Virtual Testbed: Simulation of Ocean Wave Reflection from the Ship Hull / I. Petriakov, A. Degtyarev, D. Egorov, I. Gankevich, A. Gavrikov, A. Grigorev, V. Khramushin // International Conference on Computational Science and Its Applications. - Springer, Cham, 2020. - Pp. 29-39. DOI: 10.1007/978-3-030-58817-5_3.

7. Пат. 2518374 Российская Федерация, МПК B63B 39/14, B63B 43/00, G05D 1/00. Способ контроля непотопляемости судна / Ю. И. Нечаев; заяв. и патентообл. Нечаев Юрий Иванович. - № 2013107403/11; заявл. 19.02.2013; опубл. 10.06.2014, Бюл. № 16. - 8 с.

8. Нечаев Ю.И. Интеллектуальная система контроля непотопляемости судна / Ю.И. Нечаев, О.П. Анищенко, И.А. Кирюхин // Системы искусственного интеллекта в интеллектуальных технологиях XXI века. - Санкт-Петербург: Арт-Экспресс, 2011. - С. 83-98.

9. База данных 2015621368 Российская Федерация. Проектные чертежи для анализа гидростатических характеристик, остойчивости и ходкости корабля (Vessel) / А. В. Богданов, В. Н. Храмушин; заяв. и патентообл. Санкт-Петербургский государственный университет. - № 2015620664; заявл. 05.06.2015; опубл. 20.10.2015.

10. Программа для ЭВМ 2010615849 Российская Федерация. Hull / В. Н. Храмушин; заяв. и патентообл. Сахалинский государственный университет. - № 2010614190; заявл. 13.07.2010; опубл. 08.09.2010.

11. Coons S. A. Surfaces for computer-aided design of space forms. Technical Report MIT/LCS/TR-41 / S. A. Coons. - USA: Massachusetts Institute of Technology, 1967. - 106 p.

12. Stokes G.G. On the Theory of Oscillatory Waves / G.G. Stokes // Mathematical and Physical Papers. - Cambridge University Press, 2009. - Pp. 197-229. DOI: 10.1017/CBO9780511702242.013.

13. GNU’s programming and extension language [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.gnu.org/software/guile/ (дата обращения 23.04.2022).

14. Глава 17. Стационарные случайные функции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://scask.ru/a_book_tp.php?id=95 (дата обращения 20.02.2021).

15. Kobylinski L. Safety of Ships in Icing Conditions / L. Kobylinski // Proceedings of the 12th International Conference on the Stability of Ships and Ocean Vehicles. - UK, Glasgow: Department of Naval Architecture and Marine Engineering, University of Strathclyde, 2015. - Pp. 239-248.