Моделирование влияния ветра на элементы циркуляции судна

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.

1. Войткунский Я. И. Справочник по теории корабля / Я. И. Войткунский, Р. Я. Першиц, И. А. Титов. — Л.: Судостроение, 1985. — Т. 1: Судовые движители и управляемость. — 768 с.

2. Rawson K. J. Basic Ship Theory / K. J. Rawson, E. C. Tupper. — Fifth edition. — Oxford: Reed Educational and Professional Publishing LTD, 2001. — Vol. 2. — 731 р.

3. Снопков В. И. Управление судном: учебник для вузов / В. И. Снопков. —М.: Транспорт, 1991. — 359 с.

4. Фейгин М. И. Математическое моделирование траектории установившейся циркуляции судна при ветре / М. И. Фейгин, А. А. Попов // Вестник ВГАВТ. — 2004. — № 8. — С. 171–174.

5. Paroka D. Prediction of ship turning maneuvers in constant wind and regular waves / D. Paroka, A. H. Muhammad, S. Asri // International Journal of Technology. — 2017. — Is. 3. — Pp. 388–398. DOI: 10.14716/ijtech.v8i3.3704.

6. Novaselic М. Wind Influence on Ship Manoeuvrability — a Turning Circle Analysis / М. Novaselic, R. Mohovic, M. Baric, L. Grbić // TransNav: International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. — 2021. — Vol. 15. — No. 1. — Pp. 47–51. DOI: 10.12716/1001.15.01.03.

7. Ней Зо Аунг. Расчетное исследование управляемости и элементов мореходности судов в условиях воздействия течения, ветра и волнения: дис. … канд. техн. наук; специальность: 05.08.01 «Теория корабля и строительная механика» / Зо Аунг Ней. — СПб.: Санкт-Петербургский государственный морской технический ун-т, 2011. — 220 с.

8. Васильев А. В. Управляемость судов / А. В. Васильев. — Л.: Судостроение, 1989. — 328 с.

9. Хойер Г. Х. Управление крупнотоннажными судами при маневрировании / Г. Х. Хойер. — М.: Транспорт, 2002. — 109 с.

10. Description of Transas mathematical model. — SPb.: Transas LTD, 2011. — 86 p.