автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.03, диссертация на тему:Проектирование формы корпуса судна с учетом плавания на волнении

КАРПОВ Петр Павлович

На правах рукописи

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФОРМЫ КОРПУСА СУДНА С УЧЕТОМ ПЛАВАНИЯ НА ВОЛНЕНИИ

Специальность 05.08.03 - «Проектирование и конструкция судов»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 МАЙ 2012

г. Владивосток 2012

005018982

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Кораблестроение и океано-техника» ФГАОУ ВПО «Дальневосточный федеральный университет».

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Суров Олег Эдуардович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ершов Николай Федорович

кандидат технических наук, доцент Рабазов Юрий Иванович

Ведущая организация:

Дальневосточный центр судостроения и судоремонта (ОАО «ДЦСС»), г. Владивосток

Защита состоится 23 мая 2012 г., в 12ш часов в ауд 1258 НГТУ им. P.E. Алексеева на заседании диссертационного совета Д 212.165.08 по специальности 05.08.03 - Проектирование и конструкция судов

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГТУ им. P.E. Алексеева.

Отзывы просим направлять в двух экземплярах, заверенных печатью на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 212.165.08 по адресу: 603950, ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, д. 24. Факс: (831) 436-94-75

Автореферат разослан « /■/?» апреля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор технических наук

Грамузов Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. До настоящего времени наблюдаются нарушения прочности судна при плавании на волнении. Примерами таких воздействий внешних сил, приводящих к катастрофическим последствиям, служат аварии судов различных типов и назначений. При килевой качке повышается вероятность оголения днища сопровождающаяся ударами и повреждениями днищевых перекрытий и/или оголением лопастей винта, приводящим к снижению ресурса главного двигателя и скорости хода. Суда, со значительным развалом шпангоутов в носовой оконечности, помимо днищевого, могут испытывать и бортовой слеминг. При значительных скоростях на относительно коротких встречных волнах появляется низкочастотная вибрация, происходит заливание палубы вследствие зарывания бортом или оконечностью под поверхность воды, порча или полная потеря палубных грузов и оборудования. При особенно неблагоприятных случаях заливание может сопровождаться разрушением надстроек или трюмных крышек, и вода, попавшая внутрь корпуса, создаст угрозу опрокидывания и затопления судна.

Из-за ускорений корпусных конструкций, механизмов и устройств действующие силы инерции, ухудшают условия их работы. Перечисленные последствия качки затрудняют эксплуатацию судна, ухудшают обитаемость и технико-экономические показатели. Сами по себе они не являются катастрофическими, но чрезмерно большие углы наклонения, ухудшение остойчивости на попутном волнении, брочинг и смещение насыпных грузов могут привести к опрокидыванию судна, а знакопеременные динамические нагрузки - к перелому корпуса. Несмотря на научно-технический прогресс в морском флоте, воздействие шторма до настоящего времени остается одной из основных причин гибели судов.

Примерами могут служить аварии навалочника «Ономичи мару» и танкера «Находка», которые закончились гибелью судов после перелома корпусов на волнении. В районе Керченского пролива 11 ноября 2008 г. в 7 - бальный шторм на якорной стоянке у танкера проекта 550А «Волгонефть 123» появились признаки перелома корпуса в сечениях по 97 и 147 шп., танкер «Волгонефть 139» того же проекта переломился в районе 96 шпангоута. Там же сухогрузы проекта 21-88 «Вольно-горек», «Нахичевань» и «Ковель» проекта 576 затонули в результате нарушения непроницаемости корпуса.

Как указывал В.Н. Храмушин в своей диссертационной работе, раньше проектировали и строили корабли те, кто на них плавал, и они заботились о мореходности. Развитие кораблестроительной науки привело, как и везде, к специализации: проектируют одни (на научной основе), а эксплуатируют другие. Поскольку наука неплохо изучила поведение судна на спокойной воде и гораздо хуже в условиях интенсивного ветра и волнения, вопросы мореходности были отодвинуты на задний план. И только теперь к этому начинают возвращаться. Сегодня в России не налажено постоянного взаимодействия кораблестроительной науки с капитанским опытом реального мореплавания. Примером ухода от мореходности при проектировании может служить эсминец типа «Новик», когда стремление к максимальной вооруженности корабля и обеспечение боевой непотопляемости за счет увеличения высоты борта возобладало над свойственной мореплавателям заботой о хорошей мореходности. Судно является сложной, но единой инженерной системой, и если при его

проектировании усиливается одно из эксплуатационных требований, то это не должно ухудшать другие его качества.

При проектировании судна приходится решать сложные задачи выбора характеристик корпуса, удовлетворяющих многочисленным и противоречивым требованиям (ходкости, прочности, мореходности и т.д.). Погрешности при оценке различных качеств судна приводят к проектным ошибкам, снижению безопасности плавания и ухудшению экономических показателей. Оптимизация является непременным условием разработки проекта любого судна и задачи эти решаются на всех стадиях и уровнях проектирования. Среди ученых, занимавшихся вопросами оптимизации проектных характеристик судна, следует отметить: Ашика В.В., Пашина В.М., Гай-ковича А.И., Семенова Ю.Н., Захарова A.C., Захарова И.Г., Бугаева В.Г., Войлошни-кова М.В., Храмушин В.Н., Гилла Ф., Мюррея У., Райта М., Саати Т., Хемди А.Т., Hsiung С.С., Sarioz К., Zborowski А. и др.

Изложенное свидетельствует об актуальности разработки научно обоснованных практических рекомендаций по проектированию судна с учетом продольной качки и возникающих при этом внешних сил, действующих на корпус при плавании на взволнованной поверхности моря.

Объектом исследования является форма корпуса морского судна, плавающего на взволнованной поверхности моря.

Предмет исследования — характеристики формы корпуса морского судна и их влияние на кинематические характеристики продольной качки (ПК) и волновые изгибающие моменты (ВИМ).

Цель работы - разработка методики проектирования, учитывающей влияние формы корпуса судна на продольную качку и ВИМ при его движении на взволнованной поверхности моря.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Систематизированы и проанализированы существующие теоретические и экспериментальные исследования о параметрах продольной качки и ВИМ.

2. Обобщены материалы существующих методов аналитического описания судовой поверхности и выбора показателей для разработки методики.

3. Разработана компьютерная программа для генерации судовой поверхности.

4. Выполнены расчеты продольной качки по программному комплексу MOTION.

5. Исследовано влияние формы корпуса на мореходные качества судна и ВИМ на волнении.

6. Разработана уточненная методика и предложены рекомендации для проектирования формы корпуса судна с учетом плавания на волнении.

Методы исследования. В работе использованы нелинейная теория качки судов, движущихся на произвольных курсовых углах к нерегулярному волнению; спектральная теория расчета качки и прочности судна на нерегулярном волнении; численные методы решения дифференциальных уравнений второго порядка (метод Рунге-Кутта), численные эксперименты и методы поиска оптимальных решений.

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций диссертации обеспечивается использованием научно обоснованных методов расчета продольной качки судов; спектральной теории для расчета качки и прочности судов на нерегулярном волнении; применением известных математических методов решения задач в теории проектирования судов; методов поиска опти-

мального решения; сравнением результатов исследований с экспериментальными материалами других авторов.

Научная новизна и практическая ценность работы.

1. Разработано программно-методическое обеспечение для аналитического формирования теоретического чертежа судна с помощью многопараметрических функций.

2. Систематизированы и оценены результаты исследований влияния параметров формы корпуса на кинематические характеристики качки и ВИМ.

3. Предложена методика, уточняющая влияние параметров формы корпуса на кинематические характеристики судна и ВИМ.

4. Усовершенствована методика проектирования формы корпуса судна с учетом продольной качки и ВИМ.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

1. Методика расчета стандартов кинематических характеристик продольной качки и ВИМ в зависимости от параметров формы корпуса (главные размерения, коэффициенты полноты формы корпуса, положения центра величины и др.), для учета их на начальных стадиях проектирования судна.

2. Рекомендации по проектированию формы корпуса судна с учетом продольной качки и ВИМ.

3. Основы методики проектирования формы корпуса судна, совместно учитывающей продольную качку и ВИМ.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены

- на российских и международных научно-технических конференциях в 2002 -2010 гг.: Международная конференция APHydro, Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (Япония, г. Кобе), 2002 г., (Корея, г. Пусан), 2004 г., (Китай, г. Шанхай), 2006 г., (Япония, г. Сакаи), 2010 г.; Международная конференция Team (Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures) (Тайвань, г. Тайнань), 2003 г., (Россия, г. Владивосток, ДВГТУ), 2004 г., (Корея, г. Сеул), 2006 г., (Япония, г. Иокогама), 2007 г., (Тайвань, г. Гаосюн), 2009 г.; региональная научная конференция «Молодеж и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2002, 2004, 2006 и 2009 гг.; региональная научно-техническая конференция «Вологдинские чтения» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2002 г. и 2005 г.; международная конференция Fifth International Young Scholars' Forum of the Asia Pacific Region Countries (г. Владивосток, ДВГТУ), 2003 г.; региональная научно-практическая конференция «Флот-05». Техническая эксплуатация флота. Пути совершенствования» (г. Владивосток, МГУ имени адм. Г.И. Невельского), 2005 г.; конференция по строительной механике корабля памяти проф. П.Ф. Папковича (г. Санкт-Петербург, ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), 2005 г.; всероссийская научно-техническая конференция «Приоритетные направления развития науки и техники» (доклады размещены на сайте www.semikonf.ru) (г. Тула), 2007 г.; международная конференция Proceedings of the Euro-Asia Maritime Network (Китай, г. Харбин), 2007 г.; XVI международная научно-техническая конференция «Техника. Технологии» (Болгария, г. Варна), 2009 г., II Российская научно-практическая конференция судостроителей. Единение науки и практики. (НТО судостроителей им. акад. А.Н. Крылова. Санкт-Петербург), 2010 г., Международная конференция с элементами научной школы для молодежи стран АТР по судостроению (ДВГТУ, Владивосток) 2010 г.;

- на научно-технических семинарах совместного заседания кафедр: «Теории и

проектирования корабля» и «Конструкции судов» (ДВГТУ, Владивосток) 2011 г.; «Теории корабля и гидромеханики» и «Кораблестроения и авиационной техники» (НГТУ им. P.E. Алексеева, Нижний Новгород) 2012 г.

Результаты исследования внедрены в учебный процесс по направлению подготовки кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры, и использовались в научно-исследовательских разработках кафедры при выполнении госбюджетных НИР в рамках федеральной целевой программы: «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», (Государственный контракт от «25» июня 2009 г. № 02.740.11.0167), в проектно-конструкторской деятельности ОАО «Дальневосточный центр судостроения и судоремонта», что подтверждено актами внедрения.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 25 научных статей, из них 3 в изданиях рекомендованных ВАК.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и трех приложений. Общий объем работы составляет 156 страница, в том числе 71 рисунка и 31 таблица, и список литературы из 123 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, определены цели и методы исследования, кратко изложено содержание диссертации, приведена научная новизна и практическая ценность работы, отражена информация об апробации работы и публикациях. Структурная схема работы представлена на рисунке 1.

В первой главе дан исторический обзор развития теории качки, рассмотрены работы: J1. Эйлера, П. Бугера, Д. Бернулли, Пуассона, П.Я. Гамалея, В. Фруда, В. Ранкина, Е. Бертена, А.Н. Крылова, И.Г. Бубнова, А.П. Фан-дер-Флита, Н.Е. Жуковского, В.В. Луговский. Первые работы, посвященные исследованию нерегулярной качки методами теории случайных процессов, появились в 1953 г. одновременно в СССР (А.И. Вознесенский, А.П. Воробьев, A.A. Свешников и С.С. Рив-кин, А.Н. Тупысев) и США (М. Сен-Дени и У. Пирсон). Наиболее плодотворным оказалось предложенное в работах А.И. Вознесенского и Г.А. Фирсова, А.Н. Тупы-сева, Сен-Дени и Пирсона применение спектрального подхода, согласно которому нерегулярное волнение и качка как сложные колебательные движения представляются в виде суммы простых гармонических колебаний различных частот. В развитии спектральной теории качки на нерегулярном волнении и её приложений, рассмотрены работы И.К. Бородая, A.B. Герасимова, Д.В. Кондрикова, В.Б. Липиса, В.В. Луговского, В.А. Мореншильдта, В.А. Некрасова, Ю.А. Нецветаева, H.H. Рахманина.

Расчетное нормирование общей прочности судов выполнялось в работах И.Г. Бубнова, Фан-дер-Флита, А.Н. Крылова. Позже этими вопросами занимались A.A. Курдюмов, В.В. Екимов, Я.И. Короткин, В.В. Козляков, А.И. Максимаджи, Г.В. Бойцов, а так же дальневосточные ученые под руководством Н.В. Барабанова, H.A. Иванова, C.B. Антоненко.

Выполнены обобщение и анализ экспериментальных и теоретических исследований в области качки и общей продольной прочности корпусов судов на волнении, которыми в разное время занимались С.Н. Благовещенский, Сато, Е. Льюис, В.Н. Воронин, Ю.А.Нецветаев, Оши, В.И.Королев, Тасаи, Н.А.Иванова. По мере их проведения совершенствовалась технология эксперимента и повышалась результативность.

Рисунок 1 - Структурная схема работы

Тем не менее, не смотря на теоретические и экспериментальные исследования до сих пор встречаются случаи гибели судов на волнении. Систематизирована и обработана информация об авариях судов, опубликованная в открытой печати. Статистика причин аварий за последние 10 лет (около 850 случаев), при которых погибли экипажи, приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Причины аварий судов за период 2000 - 2011 гг.

Полученные материалы свидетельствуют, что наибольшее число аварий с гибелью экипажа приходится на аварии в результате стихийных бедствий вследствие урагана, тайфуна, шторма или шквального ветра, и это ведет к необходимости продолжения исследований поведения судов на волнении и совершенствования методик проектирования с учетом продольной качки и общей продольной прочности на волнении.

Выполнен исторический обзор аналитических методов описания судовой поверхности. Методы описания судовой поверхности развивались на основе использования: кривых второго порядка (Ф.Г. Чапман, Д. Тейлор, В. И. Алымов, И.А. Яковлев); теории полиномов (Г.П. Вайнблюм, В.И. Афонасьев, A.A. Попов, С. П. Дюшен, К.Н. Арцеулов); теории сплайнов; построение поверхности по совокупности точек с использованием двухмерной интерполяции (И.Г. Бубнов, Г. Е. Павленко, А. Ш. Готман, У. Килгор, Т. И. Нолан, А. Б. Карпов, В. А. Перов и др.).

На основании выполненных обобщений и анализа сформулированы задачи исследования.

Вторая глава посвящена построению математической модели корпуса судна с помощью управляемых функций на основе более общих исходных данных (коэффициенты полноты, углы заострения ватерлиний, координаты центра величины, формы строевых по шпангоутам и ватерлиниям, образования диаметрального батокса, конструктивной ватерлинии, шпангоута наибольшего сечения и др.). Предложенное математическое описание обводов корпуса судна включает перечисленные характеристики, как параметры уравнений. Изменяя их, можно целенаправленно выбирать поверхность судна. Возможность влияния на форму корпуса судна изменением параметров, входящих в математическую модель, обеспечит выбор качественного проекта на разных этапах проектирования (эскизный, технический и рабочий проекты).

Общий вид уравнения для описания шпангоутов судна имеет вид

y(x,a,n) = b ■ < (1 -

(п + 1)[а

In

О)

где, п - параметр, влияющий на форму кривой; х - координата по длине кривой;

а - коэффициент полноты кривой.

В работе разработана и приведена компьютерная программа, позволяющая единообразно генерировать поверхность корпуса судна в зависимости от вводимых проектных характеристик, с целью выявления влияния отношения разности абсцисс центра тяжести ватерлинии и центра величины к длине судна - (хг- хс)/Ъ на поведение судна при волнении.

При формировании теоретического корпуса судна в разработанной компьютерной программе генерации судовой поверхности получаются формы кривых приемлемые в проектировании. Возможность просто и единообразно генерировать теоретические чертежи с гарантированными характеристиками формы корпуса позволяет использовать разработанную программу для решения исследовательских задач диссертации с целью дальнейшей разработки основ методики проектирования формы корпуса судна, учитывающей эксплуатацию в условиях морского волнения.

M

Ss

Рисунок 3 - Пример теоретической поверхности корпуса судна при различных значениях коэффициента общей полноты: а - проекции корпусов; б - диаметральный батокс, ватерлиния (1) и верхняя палуба (2)

В третьей главе приведены результаты численных исследований влияния форм корпуса (подводной и надводной) на ВИМ и кинематические характеристики продольной (килевой и вертикальной) качки судна.

Расчеты выполнены с использованием программного комплекса MOTION, разработанного в ДВГТУ О.Э. Суровым и C.B. Антоненко, позволяющего выполнять расчеты линейной и нелинейной продольной качек при регулярном и нерегулярном, волнении, включая заданный режим или совокупность режимов и учитывать трехмерный характер волнения. Одновременно возможен расчет волновых нагрузок и изгибающих моментов.

В ходе исследования было выявлено уменьшение стандарта (среднеквадратичное отклонение) ВИМ с увеличением завала борта (см. рисунок 4) на нерегулярном волнении, при этом с увеличением скорости влияние имело более ярко выраженный характер. Стандарты кинематических характеристик качки с увеличением завала бортов на малых скоростях возрастали. При увеличении скорости с увеличением завала борта характеристики качки уменьшались, что можно объяснить уменьшением гидродинамического воздействия на корпус. Результаты расчетов Приведены в таблице 1 и на рисунке 5.

Рисунок 4 - Проекции корпус: а - с завалом борта, б - прямыми бортами и в -развалом борта в средней части корпуса

Таблица 1 - Стандарты кинематических

характеристик при Fr = 0.1

Форма борта Перемещения

Килевая, рад Корма, м Мидель, м Нос, м

Завал 0.017 0,92 0.352 0.961

Прямой 0.018 0.951 0.368 0.992

Развал 0019 0.981 0.384 1.025

Скорости

Форма борта Килевая, рад/с Корма, м/с Мидель, м/с Нос, м/с

Завал 0.024 1.314 0.493 1.363

Прямой 0.025 1.357 0.515 1.408

Развал 0.026 1.399 0.538 1.455

УскО! эения

Форма борта Килевая, рад/с2 Корма, м/с2 Мидель, м/с2 Нос, м/с2

Завал 0.035 1.839 0.705 1.921

Прямой 0,036 1,899 0.736 1.982

Развал 0.037 1.957 0.769 2.046

Рисунок 5 - Распределение стандартов ВИМ по длине судна (оВим. МН-м) при Ь= 3 м, Бг = 0.1

Исследование влияния формы шпангоутов на кинематические характеристики продольной качки и ВИМ выполнено для судов с и — образными и V - образными шпангоутами (см. рисунок 6, а) с одинаковыми главными размерениями, водоизмещением и эксплуатационными характеристиками. Результаты расчетов приведены в таблице 2 и на рисунке 7.

а) б) в)

Рисунок 6 - Проекции корпусов с и и V образными шпангоутами: а - традиционные, б - с упрощенными обводами; в - с уменьшенной площадью ватерлинии

Было выполнено сравнение кинематических характеристик качки и ВИМ для судна с упрощенными и и V - образными формами шпангоутов (см. рисунок 6, б) и традиционными и и V-образными формами. Корпус судна с и-образными упрощенными обводами имел четыре линии слома (по две в подводной и надводной частях), для V — образных упрощенных шпангоутов были характерны две линии слома (по одной в подводной и надводной частях).

Таблица 2 - Стандарты кинематических

Форма шпангоутов [см. рис. б, а) Перемещения

Килевая, рад Корма, м Мидель, м Нос, м

У-обр. 0.034 1.856 0.709 2.557

и - обр. 0.040 2.103 0.836 3.101

Скорости

Форма шпангоутов Килевая, рад/с Корма, м/с Мидель, м/с Нос, м/с

V - обр. 0.025 1.347 0.482 1.919

и-обр. 0.031 1.547 0.601 2.384

Уско эения

Форма шпангоутов Килевая, рад/с2 Корма, м/с2 Мидель, м/с2 Нос, м/с2

V - обр. 0,020 1.052 0.363 1.535

и-обр. 0.025 1.208 0.471 1.926

теоретические шпангоуты

Рисунок 7 - Распределение стандартов ВИМ по длине судна (аВим. МН-м) при Рг = 0.1

Для сравнительных оценок кинематических параметров качки и ВИМ выполнены расчеты для судна с уменьшенной площадью ватерлинии (см. рисунок 6, в).

В результате выполненных расчетов получено:

1. Относительные кинематические параметры характеристик качки и ВИМ для судна с уменьшенной площадью ватерлинии оказались меньше, чем для судов с традиционными и упрощенными обводами, что подтверждает результаты исследования по влиянию завалов бортов. Упрощение обводов ухудшило практически все характеристики продольной качки.

2. Сравнение и и V - образных форм корпусов судов показало, что в целом по стандартам качки и изгибающим моментам влияние формы корпуса при различных высотах волн одинаковое. Стандарты амплитуд продольной качки получились большие для судна с и - образными обводами, стандарты ВИМ больше для V -образных обводов. Такая закономерность просматривается на всех встречных курсовых углах. В случае, когда судно находится лагом по отношению к волне (90°), стандарты килевой качки и ВИМ больше у судна с и - образными обводами, чем с V - образными, но разница не велика (до 5 %). На попутном волнении разница между стандартами реакций судна с и и V - образными обводами корпуса незначительна при сохранении общей закономерности.

3. Стандарты кинематических характеристик при всех скоростях больше для судна с и-образными шпангоутами. С возрастанием скорости на встречном и косом волнениях стандарты кинематических характеристик качки возрастают для корпуса с V и и - образными шпангоутами. На попутном волнении и при положении судна лагом с увеличением скорости наблюдалось уменьшение амплитуд качки.

4. Стандарты ВИМ в миделевом сечении оказались меньше для судна с и -образными шпангоутами при всех скоростях. Уменьшение стандартов ВИМ выявлено при увеличении скорости до числа Рг = 0.1. При увеличении скорости до чипа Рг = 0.2 стандарты ВИМ возрастают.

5. Заливание палубы с и-образными шпангоутами наблюдалось до второго теоретического шпангоута при скорости, соответствующей числу Рг = 0.2. Для V — образных шпангоутах заливание наблюдалось при скорости, соответствующей числу Рг = 0.1 до 0-го теоретического шпангоута, и при числе Рг = 0.2 до 1-го теорети-

ческого шпангоута. У судна с уменьшенной площадью ватерлинии заливание отсутствовало.

Для исследования влияния высоты и протяженности надводного борта в носовой оконечности на параметры качки на базе двух корпусов си - образными и V-образными шпангоутами были сформированы ещё по два корпуса от каждого путем увеличения бака до третьего теоретического шпангоута и затем удлинением этого бака до шестого теоретического шпангоута (см. рисунок 8). Для полученных вариантов судна были выполнены расчеты на различных скоростях, курсовых углах и высотах волн Расчеты выполнялись в нелинейной постановке задачи на нерегулярном волнении для шести вариантов корпусов.

По каждому виду качки (килевой и вертикальной) и ВИМ определены стандартные отклонения с.

б) в)

а)

«да 5«» м / квл

/ ГШ / ол /

Рисунок 8 - Варианты судов: а - без бака, б - с баком до 3 теоретического шпангоута, в - с удлиненным баком до 6 теоретического шпангоута

В результате проведенного исследования установлено:

1. С точки зрения амплитуд килевой качки на малых скоростях выгоднее оказывается удлиненный бак для U и V - образных обводов, с повышением скорости выгоднее становится судно без бака.

2. С точки зрения амплитуд вертикальной качки для судна с U - образными обводами корпуса на малых скоростях выгоднее удлиненный бак, с повышением скорости - корпус без бака. Для V - образных обводов на малых скоростях выгоднее обычный бак и на высоких - удлиненный.

3. ВИМ для U - образных обводов на малых скоростях оказался минимальным при удлиненном баке, на средних - без бака и на высоких скоростях - с обычным баком; у V - образных обводов на малых скоростях выгоднее корпус без бака, а на высоких скоростях - с обычным баком.

Для подтверждения выводов, полученных с использованием идеализированных корпусов судов, выполнены сопоставительные расчеты для реальных иностранных и отечественных рыболовных и наливных судов.

Малые рыбопромысловые суда, построенные в России (см. рисунок 9) и странах Европы, по форме корпуса значительно отличались от аналогичных японской постройки. Для первых характерны значительная килеватость днища и вертикальные или почти вертикальные борта в надводной части вблизи середины длины. У аналогичных судов японской постройки (см. рисунок 10) килеватость малая. Можно предположить, что на волнении качка судов будет различной.

У маломерных танкеров, построенных в России и США, форма корпуса также значительно отличалась от подобных судов, построенных в странах АТР. Суда российской и американской постройки имеют V - образную форму шпангоутов (см. рисунок 11), у аналогичных судов японской постройки - шпангоуты U -образные (см. рисунок 12). Можно предположить, что на волнении качка судов будет различной.

В результате выполненных сравнительных расчетов установлено:

1. У японских судов небольшой длины кинематические характеристики продольной качки в основном меньше, чем у российских.

2. У судов японской постройки, в отличие от российских, при слабом волнении отсутствует заливаемость.

3. Оголение днища для исследуемых судов при слабом волнении практически не наблюдалось.

4. Характеристики продольной качки при расчете в линейной постановке больше, чем в нелинейной, разница достигала до 25 %.

5. Амплитуды вертикальной качки зависят от высоты волны практически линейно, амплитуды килевой качки при увеличении высоты волны Ь3% от минимальной до максимальной увеличиваются в 2 раза, и характер этих зависимостей примерно одинаковый.

6. У судов японской постройки для амплитуд качки практически не наблюдалось масштабного эффекта. У российских судов амплитуды вертикальной качки больше у крупного судна, килевой - у судна с меньшими размерениями.

7. Амплитуды нелинейной вертикальной качки у всех судов меньше, чем линейной. На слабом волнении разница составляет от 15 до 25 %, на сильном - от 5 до 15%. Амплитуды нелинейной килевой качки при слабом волнении у всех судов меньше, чем линейной, при сильном - больше.

Полученные результаты необходимо учитывать при проектировании формы обводов малых рыбопромысловых и небольших наливных судов.

Влияние параметра (Х(--Хс)/Ъ на характеристики качки и ВИМ мало изучено. При рассмотрении уравнений продольной качки следовало, что этот параметр определяет степень взаимного влияния вертикальной и килевой качки, а следовательно он влияет и на ВИМ.

Наличие или отсутствие бульбовой наделки или сигарообразной кормы влияет на форму корпуса, положение абсциссы центра тяжести площади ватерлинии Хг и положение центра величины хс.

Изменение положения центра величины хс по длине судна связано с изменением формы строевой по шпангоутам. Смещение хс в нос увеличивает заострение кормы и уменьшает заострение носа, и наоборот.

Полные тихоходные суда, у которых вязкостное (трения и формы) сопротивление играет основную роль, могут иметь полную носовую оконечность. Чрезмерное увеличение полноты кормовой оконечности этих судов ведет к увеличению сопротивления формы. Поэтому их строевая по шпангоутам делается более полной в носу, хс смещается в нос.

С повышением относительной скорости (числа Рг) водоизмещающего судна увеличивается его относительная длина при одновременном уменьшении коэффициента общей полноты - Сь, коэффициента полноты мидель-шпангоута - (3 и коэффициента продольной остроты - (р до некоторого предела. Это способствует увеличению заостренности оконечностей строевой по шпангоутам и, таким образом, уменьшается опасность возникновения значительного сопротивления формы в корме. Кроме того, увеличение общей заостренности носа благоприятствует уменьшению волнового сопротивления. В результате для быстроходных судов с точки зрения сопротивления рационально смещать хс в корму. Иногда и шпангоут наибольшего сечения сдвигается в корму, что тоже способствует заострению носа.

Бульбообразные формы носовых шпангоутов создают дополнительную систему корабельных волн. Проф. Л.М. Ногид в книге «Проектирование морских судов» указывал, что при правильно спроектированном бульбе благоприятная интерференция этих волн с основной системой носовых корабельных волн снижает общее волновое сопротивление судна. В настоящее время бульбы применяют также и на полных тихоходных транспортных судах, которые в этом случае позволяют заострить носовую оконечность судна выше бульба и при сохранении неизменным водоизмещения снизить волновое сопротивление. Однако влияние бульбовых обводов на кинематические параметры продольной качки в совокупности с ВИМ мало исследовано.

В работе были выполнены исследования влияния параметра (хг - хс)/Ь на характеристики качки и значения ВИМ, путем модифицирования теоретического чертежа при неизменных коэффициентах полноты и главных размерениях корпуса.

Из каждого типа судов путем преобразований формы корпуса были построены еще по два теоретических чертежа таким образом, чтобы размерения и главные коэффициенты корпусов были одинаковы, а положение хс изменялось относительно хг.

Таким образом, установлено, что с ростом параметра (хг - xt)/L, увеличивается полнота кормовой оконечности судна, а уменьшение параметра (хг - xc)/L сопровождается ростом полноты носовой оконечности.

На первом этапе были выполнены сопоставительные расчеты нелинейной продольной качки и ВИМ для двух типов судов - танкера и контейнеровоза (см. рисунок 13) для различной интенсивности встречного нерегулярного волнения с варьированием скорости хода. Высота волны 3 % обеспеченности изменялась в зависимости от осадки Т и принималась h3% = 0.75Т; Т и 1.25Т, относительная скорость хода принималась в диапазоне числа Fr = 0 - 0.20.

Рисунок 13 - Расчетные проекции корпусов с различными значениями параметра (хг - хс)/Ь:

В результате расчетов установлено:

1. Для танкера (судно с полными обводами и бульбом) уменьшение параметра (хг - хс)/Ь увеличивает кинематические характеристики (амплитуды, скорости и ускорения) продольной качки, но при этом ВИМ уменьшается. При увеличении параметра (хг- хс)/Ь зависимости получаются противоположными.

2. Для контейнеровоза (судно с меньшим коэффициентом полноты) увеличение параметра (хг - хс)/Ь повышает кинематические параметры качки, но при этом ВИМ уменьшается. При уменьшении параметра (хг - хс)/Ъ показатели противоположные.

На втором этапе исследования с использованием разработанной компьютерной программы генерировались теоретические чертежи с различными значениями параметра (хг- хс)/Ь и коэффициентов общей полноты Сь (см. рисунок 14).

При изменении параметра (хг - хс)/Ь главные размерения и водоизмещение этих судов оставались неизменными, выполняли систематические расчёты продольной качки и ВИМ при различных параметрах (хг - хс)/Ь, взятых во всем диапазоне его изменения, при котором аналитическая модель корпуса корректна.

Скорости хода судов в расчётах принимались соответствующими максимальной реакции судна на волнении и высота волны Ьз% - равной осадке судна.

Расчёты продольной качки (около 500 по всем судам) выполнены в нелинейной постановке задачи при движении судна в разрез генеральному направлению нерегулярных волн.

Обработка килевых и вертикальных перемещений и ВИМ в миделевом сечении на нерегулярном волнении проводилась с использованием статистических функций - стандартных отклонений по генеральной совокупности в безразмерном виде (см. рисунок 15):

а - танкера

-0.056 - 0.033 -0.010

б - контейнеровоза 0.054 0.058 0.062

Рисунок 14 - Расчетные формы проекции корпус судов для численного эксперимента с различными коэффициентами общей полноты: а - Сь=0.500; б - Сь=0.650; в - Сь=0.750; г - Сь=0.850.

По результатам расчетов построены линии тренда и получены полиномиальные аналитические зависимости вида

42

V — V \

(3)

ь ) \ ь

Для значений коэффициентов а0, Я1 и а2 также были построены полиномиальные аналитические зависимости, описываемые выражениями вида:

а,=1Ь,гсЛ (4)

где Ьц - значения коэффициентов представлены в таблице 3.

Окончательно получено выражение, учитывающее влияние параметра формы

корпуса (хгхс)/Ь на кинематические характеристики продольной качки и ВИМ судна

у

Таблица 3 - Коэффициенты Ь|,

Ьи Килевая качка Вертикальная качка ВИМ

0 1 2 0 1 2 0 1 2

0 0.579 -0.830 0.369 -1.12 4.87 -3.89 -0.061 0.563 -0.077

12.7 -40.4 28.2 -175 554 -416 2.88 -15.6 23.7

2 38.0 -117 63.1 -5650 17813 -13234 60.0 -425 608

о'кк = ат Ь/л ■ Т - килевая качка;

а'ек = алк ■ 2/Т - вертикальная качка; (2)

<„„=0..... (100/7ЬгВТ) - ВИМ.

а)

0.190 0.180 СТ' 0.170 0.160 0.150

♦ « ♦

——«Т" ♦ ♦ ♦ '—■

б)

0.300 0.290 0.280 0.270 0.260 0.250

-0.033 -0.031 -0.029 -0.027 -0.025 -0.023 -0.021 -0.019 (ХгХс)/1-

-0.033 -0.031 -0.029 -0.027 -0.025 -0.023 -0.021 -0.019 (ХгХс )/!_

7. • . ♦ 1

г- ♦ ♦ —Т * ♦ ♦

-0.033 -0.031 -0.029 -0.027 -0.025 -0.023 -0.021 -0.019

(хгХс)/1-

Рисунок 15 - Расчетные стандарты реакций судна (Сь=0.838) на морском волнении: а - килевая качка; б - вертикальная качка; в - для ВИМ

Полученные математические зависимости (3-5) могут давать завышенные результаты расчетов (до 5%) по отношению к численному эксперименту, но качественная картина отражается. Зависимость (5) рекомендуется использовать для оценки параметров продольной качки и ВИМ на начальных этапах проектирования формы корпусов судов с коэффициентами общей полноты Сь = (0.5 + 0.85).

В результате выполненных численных исследований установлено:

1. Полные обводы уменьшают амплитуды продольной качки. Волновые изгибающие моменты возрастают с увеличением полноты.

2. Смещение хс в нос или корму от миделя приводит к увеличению продольной качки и уменьшению ВИМ. Смещение хск к миделю увеличивает ВК и ВИМ, но КК при этом уменьшается. Смещение хс„ в корму приводит к уменьшению продольной качки и ВИМ.

3. Смещение хГи в строну миделя уменьшает продольную качку и ВИМ, смещение хГк в корму от миделя уменьшает продольную качку и ВИМ.

4. Уменьшение параметра (хг - хс)/Ь для судов с полными обводами -0.7 < Сь 2 0.85 увеличивает амплитуды продольной качки и уменьшает ВИМ. Увеличении параметра (хг - хс)/Ь уменьшает амплитуды продольной качки и увеличивает ВИМ.

5. Увеличение параметра (хг - хс)/Ь для судов с умеренными обводами Сь < 0.7 уменьшает амплитуды продольной качки и несколько увеличивает ВИМ. Уменьшении параметра (хг - хс)/Ь увеличивает амплитуды продольной качки и уменьшает ВИМ.

6. Выражение (5) в зависимости от коэффициента общей полноты Сь и параметра (хгхс)/Ь, позволяет получить характеристики продольной качки и волновые изгибающие моменты на начальных стадиях проектирования формы корпуса.

В четвертой главе на основе выполненных численных исследований предложены рекомендации и основы методики проектирования корпуса судна с учетом продольной качки и волновых изгибающих моментов.

Учет влияния проектных характеристик судна на мореходность и прочность рассматривался к.т.н. О.Э. Суровым. Однако, он предложил только рекомендации по выбору характеристик корпуса и пути снижения волнового изгибающего момента за счет рационального распределения нагрузки судна.

Современная вычислительная техника позволяет в полном объеме применять математико-вычислительные методы оптимизации проектных решений. Проф. В.М. Пашин указывал что, наиболее характерной особенностью процесса проектирования судов является постоянный поиск компромиссных решений, обеспечивающих достижение наивысшей эффективности судна и выполнение многочисленных и противоречивых требований к его качествам. Это и является главным принципом оптимизации.

Теория проектирования судов разрабатывает вопросы, связанных с определением их элементов, от соотношений которых зависят остойчивость, живучесть, поведение на волнении, экономичность и т. д.

Несмотря на многообразие приемов, употребляемых для определения элементов проектируемого судна, с математической точки зрения все они, в конечном счете, сводятся к составлению системы уравнений, связывающих заданные и частично выбранные технические показатели с главными размерениями и коэффициентами, определяющими форму судна.

Элементы проектируемого судна по-разному влияют на кинематические характеристики качки и ВИМ, поэтому основные характеристики судна и форму корпуса следует выбирать таким образом, чтобы качка была плавной, а суммарный (на тихой воде и волновой) изгибающий момент - минимальным. Отсюда следует, что теория проектирования судов не может ограничиваться только совершенствованием методических приемов, а должна включать разработки по существу и других вопросов, связанных с определением элементов проектируемого судна и не нашедших отражения в ныне используемых документах. Методику проектирования необходимо совершенствовать с учетом продольной качки и волновых изгибающих моментов.

В работе Ю.П. Адлера указывалось, что параметр оптимизации должен быть: эффективным с точки зрения достижения цели; универсальным; количественным,

выражаться одним числом; статически эффективным; имеющим физический смысл, простым, легко вычисляемым и существующим для всех различимых состояний.

На предварительном этапе определения размеров и характеристик корпуса судна с точки зрения продольной качки и ВИМ можно воспользоваться зависимостью, предложенной к.т.н. О.Э. Суровым

а 17 • Т J 17В

у = х, • а"

(6)

17 Т

\ / \

где у - определяемая амплитуда килевой <р и вертикальной \ качек или волнового изгибающего момента М; а - коэффициент полноты ватерлинии; Сь/а -призматический коэффициент продольной остроты; Ь, В и Т — соответственно длина, ширина и осадка, м.

Численные значения х„ представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Значения х„ для зависимости вида (6)

Функции X! х2 Хэ Х4 Х5

V 14.00 1.40 -2.45 -0.38 -0.37

9.10 -0.28 0.39 -0.12 0.13

0.15 0.78 0.56 0.33 -0.24

Качка судна определяется: амплитудой, фазовым углом, периодом и др. Для плавного перемещения точки корабля амплитуды должны быть как можно меньше, а период - как можно больше. Прочность судна кроме конструктивных особенностей определяется формой корпуса, которая влияет в т.ч. на распределение нагрузки по длине и вместимость. В поставленной задаче требуется определить такую комбинацию различных параметров (х1,х2,хз,...,х„), при которой достигается оптимальное решение Дхьхг^з,...^,,) —> opt с условием выполнения некоторых ограничений (/"-критерий оптимизации).

1. Водоизмещение должно быть равно заданному значению

2. Каждый оптимизируемый параметр не должен выходить за пределы допустимых значений:

При решении задач оптимизации необходимо выбрать критерий оптимизации f. В нашем случае этот измеритель, определяется параметрами качки и изгибающим моментом. В работе в качестве такого показателя принимался комбинированный критерий.

Лх) = а/,(х) + а/2(х)+а/з(х)->тт, (7)

где /i(x) = а'т - характеристика оптимизации безразмерного стандарта амплитуды килевой качки сг^к = акк L/rt • Т;

/2(х) = - характеристика оптимизации безразмерного стандарта амплитуды вертикальной качки а^ = • 2/Т;

/з(х) = - характеристика оптимизации безразмерного стандарта амплитуды волнового изгибающего момента а'в1Ш = сте11М ■ (100/pgL2BT).

Стандарты амплитуд килевой и вертикальной качки и ВИМ определяются зависимостью (5).

а! = а2, так как влияние килевой и вертикальной качки на комбинированный критерий оптимизации принималось равнозначным;

а„ - весовые коэффициенты, учитывающие степень важности соответствующих характеристик, определяемые по следующим зависимостям:

0.75А., 1

0.75Х, О

1 Ь 65

при при при при

при при

— < 0.75

К

0.75 < — <1.25

\у

1.25 < — <2

X

~>2

Ь > 65 м Ь < 65 м

(8)

(9)

где X, = 17 • Т - длина волны; Ъ, В, Т - размерения судна.

Поиск оптимальных соотношений параметров, определяющих форму корпуса может производится методом спирального координатного спуска. По зависимости (5) проводились расчеты, позволившие построить графики (см. рисунки 16 - 19).

Рисунок 16 - Зависимость относительного стандарта килевой качки от Сь и (хрХс)/Ь

(хгхс)/I-

Рисунок 17 - Зависимость относительного стандарта вертикальной качки от Сь и (хрХсУЬ

Выполненное исследование позволяет сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Разработана компьютерная программа, позволяющая формировать судовую поверхность корпуса в зависимости от проектных характеристик судна. Разработанная программа внедрена в учебный процесс.

2. Установлено влияние формы корпуса (завал и развал шпангоутов, и и V -образные шпангоуты, в том числе с упрощенными обводами и для судов с уменьшенной площадью ватерлинии), высоты и протяженности надводного борта в носовой оконечности на килевые и вертикальные перемещения судна и ВИМ.

0,9

/(X)

Сь —*—0,5

шш

л/ *

-0.65

(ХГХ0)/1-

Рисунок 18 - Зависимость относительного стандарта ВИМ от Сь и (хгхс)/Ь

-0,04 -0,03 -0,02 -0,01 0 0,01

(х,-хс)/1

Рисунок 19 - Целевая функция проектной оптимизации параметров корпуса

3. Установлено влияние отношения разности абсцисс центра тяжести ватерлинии и центра величины к длине судна для судов с различным коэффициентом общей полноты.

4. Предложена аналитическая зависимость для определения стандартов продольной качки и волновых изгибающих моментов в зависимости от коэффициента общей полноты и параметра (хг- хс)/Ь, позволяющая учесть характеристики качки и изгибающие моменты на начальных этапах проектирования формы корпуса.

5. Разработаны основы методики проектирования формы корпуса судна с учетом влияния положения отношения разности абсцисс центра тяжести ватерлинии и центра величины к длине судна, главных размерений на параметры продольной качки и ВИМ.

6. Для снижения ВИМ выполнять завал бортов в средней части, если он не противоречит назначению судна. Для уменьшения амплитуд продольной качки применять завал борта для скоростных судов.

7. При проектировании судна для обеспечения наименьшей качки и снижения ВИМ бак делать удлиненным.

8. При проектировании тихоходных большегрузных судов для снижения амплитуды продольной качки и уменьшения ВИМ применять и - образные формы шпангоутов в комплексе с удлиненным баком, для быстроходных судов - У -образные формы шпангоутов в комплексе с обычным или удлиненным баком.

9. При назначении параметра (хг- хс)/Ь, указывающего на наличие или отсутствие носового бульба и/или сигарообразной кормы, при проектировании судов с большой полнотой с точки зрения продольной качки применять бульбовую оконечность нецелесообразно. Такие суда имеют большие размерения и качка для них не представляет большой опасности, поэтому форму носовой оконечности следует выбирать с учетом ходкости. Для уменьшения кинематических параметров качки судов с малой полнотой при проектировании следует применять бульбовую оконечность.

Автор выражает благодарность Заслуженному работнику высшей школы РФ, доктору технических наук, профессору Луценко В.Т. за методологическую помощь в подготовке работы.

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

Публикаг^ш в гаданиях перечня ВАК:

1. Карпов П.П. Влияние формы корпуса судна на его движение при нерегулярном морском волнении // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. -2008. - № 1. ISSN 1991-3087. - С. 182-184. (соавтор Суров О.Э.).

2. Карпов П.П. Оптимизация формы корпуса судна с учетом качки и прочности на волнении // Журнал «Морские интеллектуальные технологии», г. Санкт-Петербург. - 2010. II Российская научно-практическая конференция судостроителей. Единение науки и практики 2010. НТО судостроителей им. Академика А.Н. Крылова. (Спецвыпуск). ISSN 2073-7173. - С. 36-41. (соавтор Суров О.Э.).

3. Карпов П.П. Проектирование формы корпуса судна с учетом плавания в условиях интенсивного волнения // Журнал «Морские интеллектуальные технологии», г. Санкт-Петербург. - 2011. - № 1 (Спецвыпуск). ISSN 2073-7173. - С. 28-33. (соавтор Суров О.Э.).

Публикации в сборниках трудов российских и международных конференций и научных трудов высших учебных заведений:

4. Карпов П.П. Numerical modelling of behaviour of the ships on three-dimensional wave / П.П. Карпов, C.B. Антоненко, О.Э. Суров // APHydro, Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics, Japan, Kobe 2002. - C. 143-145.

5. Карпов П.П. Research of effect of the underwater and abovewater form of the hull on kinematic parameters of the motion and wave bending moments / П.П. Карпов, О.Э. Суров // Fifth International Young Scholars' Forum of the Asia Pacific Region Countries, FESTU, Vladivostok, Russia 23-26 September, 2003- Part II. - C. 134-136.

6. Карпов П.П. Research form of the hull on longitudinal motion and wave bending moments / П.П. Карпов, О.Э. Суров // The Seventeenth Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures. Tainan, Taiwan, Team 2003. - C. 277 - 286.

7. Карпов П.П. Исследование кинематических характеристик рыболовных судов японской и отечественной по стройки / П.П. Карпов, О.Э. Суров // Региональная НТК "Молодежь и НТП"; ДВГТУ; Владивосток; 27-30 апреля 2004 г. - С. 51 - 53.

8. Карпов П.П. Comparative Estimate of Parameters of Longitudinal Motion of the Japanese and Russian Fishery Vessels / П.П. Карпов, C.B. Антоненко, О.Э. Суров//The 2nd Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2004), Korea, 2004. - C. 237-242.

9. Карпов П.П. Comparative Estimate of Parameters of Longitudinal Motion of the Foreign and Domestic Oil Tankers / П.П. Карпов, C.B. Антоненко, О.Э. Суров // The Eighteenth Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures. Vladivostok, Russia, Team 2004. - C. 15 -23.

10. Карпов П.П. Анализ влияния формы корпуса на параметры качки / П.П. Карпов, О.Э. Суров // Региональная научно-практическая конференция "Флот-05" "Техническая эксплуатация флота. Пути совершенствования", Морской государственный университет имени адмирала Г.И. Невельского; Владивосток; 18-19 мая 2005 г.-С. 188- 192.

11. Антоненко С.В. Влияние килевой качки на волновые моменты при несимметричной нагрузке судна / С.В. Антоненко, О.Э. Суров, П.П. Карпов // Конференция по строительной механике корабля памяти профессора П.Ф. Папковича, Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова, Санкт-Петербург, 18-21 ноябрь 2005 г. - С. 48 - 49.

12. Антоненко С.В. Способ уменьшения волнового изгибающего момента путем перераспределения нагрузки судна / С.В. Антоненко, О.Э. Суров, П.П. Карпов // Вологдинские чтения; ДВГТУ; Владивосток; 21 -25 ноября 2005 г. - С. 34-37.

13. Каленчук С.В., Суров О.Э., Карпов П.П. Анализ аварий и повреждений судов. // Сб. докл. Региональная нач.-техн. конф. "Молодежь и НТП". Ч. 2; ДВГТУ; Владивосток; 2006,- С. 87 -88.

14. Антоненко С.В. Use of Inertia Forces at Pitching for Reduction of the Wave Bending Moment / С.В. Антоненко, О.Э. Суров, П.П. Карпов // The 3rd Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2006), Shanghai, China, 2006. ISSN 10067043. - C. 148-151.

15. Суров О.Э., Карпов П.П. Recommendations at the choice of the form hull at designing the vessel with account of strength // The Twentieth Asian Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures. Seoul National University, Korea, Team 2006.-C. 423 -430.

16. Карпов П.П. Аналитическое описание судовых обводов. Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта. Выпуск 46; ДВГТУ, Владивосток 2006. - С. 160 - 164.

17. Карпов П.П., Суров О.Э. Choice of the hull at designing the vessel with account of motion // The Euro-Asia Maritime Network (EAMARNET). Ship design, Production and Operation. Harbin, China 17 to 18 January 2007, - C. 59-66.

18. Карпов П.П., Суров О.Э. Behaviour of the vessel on irregular waves in view of various forms of the hull // The 21st Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures. Yokohama, Japan, Team 2007. - C. 319 - 324.

19. Капров П.П. Аналитическое описание судовых обводов // Приоритетные направления развития науки и технологий. Доклады всероссийской научно-технической конференции, Тула 2007, С. 129-130.

20. Карпов П.П. Аналитический метод построения судовых обводов // Сб. докл. Региональная науч.-практич. конф. "Молодежь и НТП". Ч. 3; ДВГТУ; Владивосток; 2009,- С. 59-62.

21. Карпов П.П., Суров О.Э. Влияние положений (LCF-LCB)/L для судов с различным коэффициентом общей полноты // XVI международная научно-техническая конференция «Техника. Технологии», Том 2, Sea resort Sunny Beach-Bulgaria, September, 17-19, 2009.-С. 150-152.

22. Карпов П.П., Суров О.Э. Поведение судна на нерегулярном волнении с учетом различных форм его корпуса // Исследование по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта: сб. науч. тр. /под ред. В.И. Быкова, Н.И. Восков-щука, В.Т. Луценко. - Вып. 47. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2009. - С. 176 -181.

23. Карпов П.П., Суров О.Э. Influence of positions (LCF-LCB)/L for vessels with various block coefficients of fineness // Proceedings of the 23 d Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures. Kaohsiung, Taiwan, Team 2009. - C. 254-261.

24. Карпов П.П., Суров О.Э. Optimization of Characteristics of the Form Vessel at Motion and Strength on the Waves // Proceedings of the 5th Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2010), Osaka, Japan 2010. C. 21-24.

25. Карпов П.П. Оптимизация формы корпуса судна с учетом качки и прочности на волнении / П.П. Карпов, О.Э. Суров // Международная конференция с элементами научной школы для молодежи стран АТР по судостроению. ДВГТУ, Владивосток 2010. - С. 74-81.

КАРПОВ Петр Павлович

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФОРМЫ КОРПУСА СУДНА С УЧЕТОМ ПЛАВАНИЯ НА ВОЛНЕНИИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 10.04.12. Формат 60х841/1в Усл. печ. л. 1,39 Уч. изд. л. 1,29 Тираж 130 экз. Заказ 265

Отпечатано в Типографии ИД ДВФУ 690990, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 10

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ТЕОРЕТИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

1Л. Причины и характер повреждений и аварий судов

1.2. История развития теории качки и продольной прочности на волнении

1.3. Экспериментальные и теоретические исследования продольной качки и прочности

1.4. -Обзор методов описания судовой поверхности

1.5. Цели и задачи исследования

ГЛАВА 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМЫ КОРПУСА

СУДНА

2.1. Аналитическое описание корпуса судна

2.2. Компьютерная программа формирования судовой поверхности

2.3. Тестирование программы

Прочность судовых конструкций является одним из основных факторов обеспечения безопасности плавания и эксплуатационной надежности судов [54]. Поэтому вопросам прочности судов уделялось большое внимание с самого начала развития научных основ судостроения. Для оценки прочности требуется знание нагрузок, действующих на судно в различных условиях эксплуатации, и вызываемых ими напряжений в связях корпуса. Особо значительны нагрузки и напряжения, связанные с воздействием на судно морского волнения. До сих пор встречаются случаи нарушения прочности судна при плавании в штормовых условиях [37]. Примером такого воздействия внешних сил, приводящего к катастрофическим последствиям, могут служить аварии многих судов различных типов. На сильном волнении при сильной килевой качке увеличивается вероятность оголения днища с возникновением ударов и повреждений днищевых перекрытий, оголение лопастей винта приводит к снижению ресурса главного двигателя и скорости хода. Суда, имеющие значительный развал носовых шпангоутов, помимо днищевого, могут испытывать бортовой слеминг. При значительных скоростях на относительно коротких встречных волнах может появиться низкочастотная вибрация. По этим причинам суда вынуждены двигаться вразрез против движения господствующих волн с минимальной скоростью, испытывая при этом сотрясение корпуса и вибрацию, избавиться от которых капитан, управляющий судном во время шторма, может, уменьшив скорость движения против волн, но тогда судно может перестать «слушаться руля» и лечь лагом к волне. Такое положение опасно из-за возникновения большого крена, вскрытия люков массой воды и перемещения груза. Подобная авария произошла с т/х «Рязань» в Беринговом море зимой 2000 г. и привела к его гибели [11]. Заливание палубы водой вследствие зарывания бортом или оконечностью под поверхность воды сопровождается порчей палубных грузов и оборудования, может также повлечь смывание недостаточно укреплённых предметов за борт. В особенно неблагоприятных случаях при заливании может возникнуть разрушение надстроек или крышек трюмных люков, а вода, попавшая внутрь- корпуса, создает угрозу опрокидывания и затопления судна. Примером всему этому могут служить гибели судов в период 2000-2008 гг. [31, 33]:

В .начале ноября 2000 года в Беринговом море потерпел крушение сухогруз "Рязань" Дальневосточного морского пароходства. Причиной аварии и гибели судна стало смещение груза во время шторма,

Филиппинский сухогруз Trinidad II, имея на борту 800 тонн цемента и 19 человек экипажа, следовавший на Роксас, Миндоро, попал в сильный шторм и затонул в 300 км к югу от Манилы в 06.00 утра 7 декабря 2003 г. Экипаж удалось спасти.

1'2 сентября 2003 г. теплоход «Славутич-7» (порт приписки Херсон), принадлежащий судоходной компанию «Укречфлот», шел из Турции домой, под погрузку металлолома. В 20 милях от румынского побережья судно попало в шторм. Ветер достигал 20 м/с, а волнение моря - 5-7 баллов. В 22-15 из-за ударов волн в корпусе «Славутича-7» образовалась трещина, затем судно разломилось на две части. Экипаж, находившийся в надстройке кормовой части, начал борьбу за выживание. Ранее аналогичное случилось с судном «Славутич-16», принадлежавшим этой же компании.

В-2003 году судно река-море "Стрелец" потерпело аварию из-за погодных условий (шторм). В результате чего оно развалилось на две части. Сухогруз следовал из турецкого порта Яринджар в российский порт Таганрог без груза. Судно 1990г. постройки имеет водоизмещение 4 тыс. 540 т.

3 января 2004 г. судно-земснаряд "Балхаш" перевернулось и затонуло в Балтийском море на удалении 1,5 миль от береговой линии. Земснаряд вел на буксире польский "Атлас-2" из порта Высоцк (Ленобласть) в порт Пионерский (Калининградская область). На борту судна находилось около 10 тонн дизельного топлива и 440 кг моторного масла.

В феврале 2004 г. при следовании из порта Ростов-на-Дону в Грецию с грузом металлолома теплохода «Strontsiy» попало в сильный шторм при подходе к проливу Босфор и было снесено на скалы. Судно раскололось в нескольких местах, были залиты трюмы и машинное отделение. В данном случае дополнительным фактором, приведшим к гибели судна, ^явились действия турецких властей, которые закрыли Босфор в связи с проходом крупного танкера.

В феврале 2005 года траулер "Кафор" под российским флагом, 1970 года постройки, приписанное к порту Невельск и принадлежащее- сахалинской компании "Коринвест" (п. Корсаков) шел из порта Ваканаа (Япония) в порт Пусан (Корея). Разыгравшийся в море шторм вынудил капитана изменить курс и приблизиться к берегу в районе п. Находка. 31 января около 11.30 по местному времени корпус судна неожиданно дал трещину длиной около четырех метров, в трюм стала поступать вода, и через 15 минут судно затонуло.

23 октября 2006 года погиб сухогруз «Синегорье». В условиях штормовой погоды (ветер северо-западный 25-30 м/сек, волнение 5-6 баллов) произошел сброс каравана (около 1000 куб. м). При этом был снесен правый фальшборт, вентиляционные колонки и повреждена палуба, что послужило причиной поступления воды в трюм № 2 и балластные танки. В 06.40 капитан судна информировал береговые службы Владивостока о состоянии судна, а в 06.57 -передал аварийный сигнал. Крен судна составлял 8-12 градусов, в 9.00 крен достиг 20 градусов, после связь с судном- была потеряна.

20 января 2008 года сухогруз «Капитан Усков», везший из п. Находка в Гонконг металл, пропал без вести в Восточно-Китайском море. Специалисты считают, что причиной гибели судна стала так называемая волна-убийца. Также есть мнения, что судно было перегружено или имела место неправильная укладка груза.

Вследствие наличия ускорений при качке на корпусные конструкции, механизмы и устройства действуют силы инерции, ухудшающие условия их работы.

Большинство перечисленных последствий качки затрудняет эксплуатацию судна, ухудшает его обитаемость, тактико-технические данные и технико-экономическую эффективность, однако сами по себе они не являются катастрофическими. Однако чрезмерно большие углы наклонения, снижение остойчивости на попутном волнении, брочинг и смещение насыпных грузов могут привести к опрокидыванию судна, а знакопеременные динамические нагрузки - к перелому корпуса. Аварии навалочника «Ономичи мару» и танкера «Находка» закончились гибелью зтих судов после перелома их корпусов на волнении [11]. Оба этих случая были подвергнуты внимательному многолетнему изучению, однако до сих пор остаются невыясненные вопросы. Несмотря на известные факты научно-технического прогресса на морском флоте (увеличение размеров кораблей, их энерговооруженности- и скорости, автоматизации контроля и управления режимом работы пропульсивной установки, наличие на борту факсимильной аппаратуры, принимающей карты прогнозов гидрометеорологической обстановки, автоматизация судовождения), воздействие шторма остается до настоящего времени одной из основных причин гибели судов [67]. В подтверждение этому может служить информационное письмо, написанное одним из ведущих кораблестроителей России и Украины, д.т.н. Егоровым Г.В. [25] и присланное в адрес кафедры Конструкции судов Кораблестроительного института ДВГТУ. В письме описывается, как в районе Керченского пролива 11 ноября 2008- года в 7 -бальный шторм на якорной стоянке у танкера проекта 550А «Волгонефть 123» возникли признаки перелома корпуса в двух сечениях (по шп. 97 и по шп. 147148). Настил верхней палубы получил деформации в виде вмятин и выпучин плавного характера, прогрессивно развивающихся поперек судна. Стрелка деформаций достигла 30-100 мм. В зоне потери устойчивости палубы были обнаружены трещины. В силу того, что судно находилось в состоянии прогиба, раскрытие трещин были незначительны - утечки груза не произошло. Команде удалось снять судно с якоря и перейти в более спокойное место. А вот танкер «Волгонефть 139» того же проекта переломился в районе 96 шпангоута, практически перед поперечной переборкой 97 шп. (носовая переборка грузовых танков 5 и 6). При переломе около 1100-1300 т мазута вылилось в море.

Кормовая часть судна вместе с экипажем осталась на плаву, команду удалось спасти.

11 ноября помимо перелома танкера «Волгонефть 1-39», там же в районе Керченского пролива затонули в результате нарушения непроницаемости корпуса сухогрузы проекта 21-88 «Вольногорск», «Нахичевань» и «Ковель» проекта 576. Суда не смогли сняться с якоря и погибли на якорной стоянке, главной причиной их гибели были сорванные штормом люковые закрытия и последующее затопление трюмов водой с потерей плавучести всего судна.

Во время шторма 11 ноября помимо судов, погибших или потерпевших аварию в районе Керченского пролива, в районе Судака на берег выкинуло судно проекта 1557 «Вера Волошина» типа «Сормовский», корпус судна после посадки на мель переломился. В районе порта Севастополь погиб сухогруз неограниченного района плавания «Хаш Исмаил». В районе порта Новороссийск были выброшены на берег морские сухогрузы «Зияя Кос» и «Капитан Исмаил».

Надежная эксплуатация судов в самых сложных условиях плавания в море при наблюдающейся интенсификации транспортного процесса требует особого подхода к проектированию судового корпуса с целью обеспечения его надежности и долговечности [11]. Требования к транспортным судам, работающим на определенных линиях, по расписанию, заставляют судоводителей сохранять даже при сильном волнении достаточно высокую скорость. Это ведет к повышенным динамическим нагрузкам во время большого волнения и требует высокой квалификации и опыта прежде всего от капитанов судов. Этот опыт накапливается только со временем.

Изменения в мировом транспортном процессе вызвали появление новых конструктивных типов судов с большой скоростью, применяющих новую технологию перевозки грузов, новую технику обработки грузов в портах и т.д. Все это ставит перед кораблестроителями совершенно неожиданные проблемы, которые приходится решать при отсутствии достаточного опыта работы судов в новых условиях. При резком возрастании скоростей движения судов, когда в отдельных поперечных сечениях корпуса от ударов носом о воду, от заливаемости появляются дополнительные изгибающие моменты, соизмеримые с максимальными изгибающими моментами на миделе при статической постановке на волну, а также при увеличении их размеров, необходимо решать проблему обеспечения прочности с учетом качки на волнении.

В настоящее время при проектировании формы корпуса судна учитываются косвенно или не учитываются вовсе его реальные условия эксплуатации. Как писал к.т.н. В.Н. Храмушин, раньше проектировали и строили корабли те, кто на них плавал, и они заботились о мореходности. Развитие кораблестроительной науки привело, как и везде, к специализации: проектируют одни (на научной основе), а эксплуатируют другие. Поскольку наука неплохо изучила поведение судна на спокойной воде и гораздо хуже в условиях интенсивного ветра и волнения, вопросы мореходности были отодвинуты на задний план. И только теперь к этому начинают возвращаться. Сегодня в России не налажено постоянного взаимодействия кораблестроительной науки с капитанским опытом реального мореплавания. Примером ухода от мореходности при проектировании может служить эсминец типа «Новик», когда стремление к максимальной вооруженности корабля и обеспечение боевой непотопляемости за счет увеличения высоты борта возобладало над свойственной мореплавателям заботой о хорошей мореходности. Судно является сложной, но единой инженерной системой, и если при его проектировании усиливается одно из эксплуатационных требований, то это не должно ухудшать другие его качества.

При проектировании судна решаются сложные задачи выбора таких характеристик корпуса, которые удовлетворяли бы многочисленным и противоречивым требованиям ходкости, прочности, мореходности и т.д. Погрешности при оценке различных качеств судна приводят к проектным ошибкам, снижению безопасности плавания и ухудшению экономических показателей. Оптимизация есть непременное условие разработки проекта любого судна и задачи эти решаются на всех стадиях и уровнях проектирования. Среди ученых, занимающихся вопросами оптимизации, следует отметить Ашик В.В., Пашин В.М., Гайкович А.И., Семенов Ю.Н., Захаров A.C., Захаров И.Г., Бугаева В.Г., Войлошникова М.В., Гилла Ф., Мюррея У., Райта М., Саати Т., Хемди А.Т., Hsiung С.С., Sarioz К., Zborowski А. и др.

Изложенное свидетельствует об актуальности разработки адекватных методов расчета и практических рекомендаций по проектированию судна с целью учета продольной качки и возникающих при этом внешних сил, действующих на корпус при плавании на взволнованной поверхности моря.

Объект исследования в работе является форма корпус морского судна, плавающего на взволнованной поверхности моря.

Предмет исследования - характеристики формы корпуса морского судна и их влияние на кинематические характеристики продольной качки (ПК) и волновые изгибающие моменты (ВИМ).

Цель работы - разработка методики проектирования, учитывающей влияние формы корпуса судна на продольную качку и ВИМ при его движении на взволнованной поверхности моря.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Систематизированы и проанализированы существующие теоретические и экспериментальные исследования о параметрах продольной качки и ВИМ.

2. Обобщены материалы существующих методов аналитического описания судовой поверхности и выбора показателей для разработки методики.

3. Разработана компьютерная программа для генерации судовой поверхности.

4. Выполнены расчеты продольной качки по программному комплексу MOTION.

5. Исследовано влияние формы корпуса на мореходные качества судна и ВИМ на волнении.

6. Разработана уточненная методика и предложены рекомендации для проектирования формы корпуса судна с учетом плавания на волнении.

Методы исследования. В работе использованы нелинейная теория качки судов, движущихся на произвольных курсовых углах к нерегулярному волнению; спектральная теория расчета качки и прочности судна на нерегулярном волнении; численные методы решения дифференциальных уравнений второго порядка (метод Рунге-Кутта), численные эксперименты и методы поиска оптимальных решений.

Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и рекомендаций диссертации обеспечивается использованием научно обоснованных методов расчета продольной качки судов; спектральной теории для расчета качки и прочности судов на нерегулярном волнении; применением известных математических методов решения задач в теории проектирования судов; методов поиска оптимального решения; сравнением результатов исследований с материалами других авторов.

В первой главе дан исторический обзор развития теории качки, рассмотрены работы: JI. Эйлера, П. Бугера, Д. Бернулли, Пуассона, П.Я. Гамалея, В. Фруда, В. Ранкина, Е. Бертена, А.Н. Крылова, И.Г. Бубнова,

A.П. Фан-дер-Флита, Н.Е. Жуковского, В.В. Луговский. Первые работы, посвященные исследованию нерегулярной качки методами теории случайных процессов, появились в 1953 г. одновременно в СССР (А.И. Вознесенский, А.П. Воробьев, A.A. Свешников и С.С. Ривкин, А.Н. Тупысев) и США (М. Сен-Дени и У. Пирсон). Наиболее плодотворным оказалось предложенное в работах А.И. Вознесенского и Г.А. Фирсова, А.Н. Тупысева, Сен-Дени и Пирсона применение спектрального подхода, согласно которому нерегулярное волнение и качка как сложные колебательные движения представляются в виде суммы простых гармонических колебаний различных частот. В развитии спектральной теории качки на нерегулярном волнении и её приложений, рассмотрены работы И.К. Бородая, A.B. Герасимова, Д.В. Кондрикова, В.Б. Липиса, В.В. Луговского,

B.А. Мореншильдта, В.А. Некрасова, Ю.А. Нецветаева, H.H. Рахманина, Павлинова Е.А., Филиппео М.В.

Расчетное нормирование общей прочности судов выполнялось в работах ИТ. Бубнова, Фан-дер-Флита, А.Н. Крылова. Позже этими вопросами занимались A.A. Курдюмов, В.В. Екимов, Я.И. Короткин, В.В. Козляков, А.И. Максимаджи, Г.В. Бойцов, а так же дальневосточные ученые под руководством Н.В. Барабанова, H.A. Иванова, C.B. Антоненко.

Выполнены обобщение и анализ экспериментальных и теоретических исследований в области качки и общей продольной прочности корпусов судов на волнении, которыми в разное время занимались С.Н. Благовещенский, Сато, Е. Льюис, В.Н. Воронин, Ю.А. Нецветаев, Оши, В.И. Королев, Тасаи, H.A. Иванова. По мере их проведения совершенствовалась технология эксперимента и повышалась результативность.

Вторая глава посвящена построению аналитического корпуса судна методом управляемых функций, т.е. получению математического описания обводов на основе общих исходных данных по судну (коэффициенты полноты, углы заострения ватерлиний, координаты центра величины, форма строевой по шпангоутам и т.п.).

В третьей главе приведены результаты численных исследований влияния форм корпуса (подводной и надводной) на ВИМ и кинематические характеристики продольной (килевой и вертикальной) качки судна.

В четвертой главе на основе выполненных численных исследований предложены рекомендации и основы методики проектирования корпуса судна с учетом качки и общей продольной прочности на волнении.

Научная новизна и практическая ценность работы:

1. Разработано программно-методическое обеспечение для аналитического формирования теоретического чертежа судна с помощью многопараметрических функций.

2. Систематизированы и оценены результаты исследований влияния параметров формы корпуса на кинематические характеристики качки и ВИМ.

3. Предложена методика, уточняющая влияние параметров формы корпуса на кинематические характеристики судна и ВИМ.

4. Усовершенствована методика проектирования формы корпуса судна с учетом продольной качки и ВИМ.

На защиту выносятся следующие основные результаты работы:

1. Методика расчета стандартов кинематических характеристик продольной качки и ВИМ в зависимости от параметров формы корпуса (главные- размерения, коэффициенты полноты формы корпуса, положения центра величины и др.), для учета их на начальных стадиях проектирования судна.

2."Рекомендации по проектированию формы корпуса судна с учетом продольной качки и ВИМ.

3. Основы методики проектирования формы корпуса судна, совместно учитывающей продольную качку и ВИМ.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены

- на российских и международных научно-технических конференциях в 2002 - 2010 гг.: Международная конференция APHydro, Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (Япония, г. Кобе), 2002 г., (Корея, г. Пусан), 2004 г., (Китай, г.Шанхай), 2006 г., (Япония, г. Сакаи), 2010 г.; Международная конференция Team (Asian-Pacific Technical Exchange and Advisory Meeting on Marine Structures) (Тайвань, г. Тайнань), 2003 г., (Россия, г. Владивосток, ДВГТУ), 2004 г., (Корея, г.Сеул), 2006 г., (Япония, г.Иокогама), 2007 г., (Тайвань, г. Гаосюн), 2009 г.; региональная научная конференция «Молодеж и научно-технический прогресс» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2002, 2004, 2006 и 2009 гг.; региональная научно-техническая конференция «Вологдинские чтения» (г. Владивосток, ДВГТУ), 2002 г. и 2005 г.; международная конференция Fifth International Young Scholars' Forum of the Asia Pacific Region Countries (г. Владивосток, ДВГТУ), 2003 г.; региональная научно-практическая конференция «Флот-05». Техническая эксплуатация флота. Пути совершенствования» (г. Владивосток, МГУ имени адм. Г.И. Невельского), 2005 г.; конференция по строительной механике корабля памяти проф. П.Ф. Папковича (г. Санкт-Петербург, ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова), 2005 г.; всероссийская научно-техническая конференция «Приоритетные направления развития науки и техники» (доклады размещены на сайте www.semikonf.ru) (г. Тула), 2007 г.; международная конференция Proceedings of the Euro-Asia Maritime Network (Китай, г. Харбин), 2007 г.; XVI международная научно-техническая конференция «Техника. Технологии» (Болгария, г. Варна), 2009 г., II Российская научно-практическая конференция судостроителей. Единение науки и практики. (НТО судостроителей им. акад. А.Н. Крылова. Санкт-Петербург), 2010 г., Международная конференция с элементами научной школБ1 для молодежи стран АТР по судостроению (ДВГТУ, Владивосток) 2010 г.;

- на научно-технических семинарах совместного заседания кафедр: «Теории и "проектирования корабля» и «Конструкции судов» (ДВГТУ, Владивосток) 2011 г.; «Теории корабля и гидромеханики» и «Кораблестроения иавиационной техники» (НГТУ им. P.E. Алексеева, Нижний Новгород) 2012 г.

Результаты исследования внедрены в учебный процесс по направлению подготовки кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры, и использовались в научно-исследовательских разработках кафедры при выполнении госбюджетных НИР в рамках федеральной" целевой программы: «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», (Государственный контракт от «25» июня 2009 г. № 02.740.11.0167), в проектно-конструкторской деятельности ОАО «Дальневосточный центр судостроения и судоремонта», что подтверждено актами внедрения.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 25 научных статей, из них 3 в изданиях рекомендованных ВАК.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и трех приложений. Общий объем работы составляет 156 стр., в том числе 72 рисунка и 31 таблица, и список литературы из 123 наименований.

3.3.3. Выводы по результатам сравнительных расчетов.

В результате выполненных сравнительных расчетов установлено:

1. У японских судов небольшой длины кинематические характеристики продольной качки в основном меньше, чем у российских.

2. У судов японской постройки, в отличие от российских, при слабом волнении отсутствует заливаемость.

3. Оголение днища для исследуемых судов при слабом волнении практически не наблюдалось.

4. Характеристики продольной качки при расчете в линейной постановке больше, чем в нелинейной, разница достигала до 25 %.

5. Амплитуды вертикальной качки зависят от высоты волны практически линейно, амплитуды килевой качки при увеличении высоты волны Ь3о/о от минимальной до максимальной увеличиваются в 2 раза, и характер этих зависимостей примерно одинаковый.

6. У судов японской постройки для амплитуд качки практически не наблюдалось масштабного эффекта. У российских судов амплитуды вертикальной качки больше у крупного судна, килевой - у судна с меньшими размерениями.

7. Амплитуды нелинейной вертикальной качки у всех судов меньше, чем линейной. На слабом волнении разница составляет от 15 до 25 %, на сильном -от 5 до 15%. Амплитуды нелинейной килевой качки при слабом волнении у всех судов меньше, чем линейной, при сильном - больше.

Полученные результаты необходимо учитывать при проектировании формы обводов малых рыбопромысловых и небольших наливных судов.

3.4. Влияние параметра (Хг-Хс)/Ь для судов с различным коэффициентом общей полноты

Влияние параметра (хг-хс)/Ь на характеристики качки- и волновой изгибающий момент мало изучено. При-рассмотрении уравнений продольной качки можно увидеть, что этот параметр определяет степень взаимного влияния вертикальной и килевой качки, а значит влияет и на-изгибающие моменты.

Известно, что при отсутствии хода и выполнении условия (хгхё)=0 два уравнения продольной качки разделяются, т.е. первое из них описывает вертикальную, а второе - килевую качку. В остальных случаях имеется взаимное влияние этих двух видов качки, причем влияние килевой качки на вертикальную сильнее, чем обратное. Изменение же параметра вертикальной качки заметно влияет на волновой изгибающий момент.

Изменение положения центра величины хс по длине судна меняет форму строевой по шпангоутам [4]. Перемещение хс в нос увеличивает заострение кормы и уменьшает заострение носа, и наоборот.

Полные тихоходные суда, у которых вязкостное сопротивление играет основную роль, могут иметь полную носовую оконечность. Чрезмерное увеличение полноты кормовой оконечности этих судов может привести к увеличению сопротивления формы. Поэтому их средняя ватерлиния (строевая по шпангоутам) делается более полной в носу, чем в корме, что характеризуется тем, что хс (т.е. центр тяжести строевой по шпангоутам или средней ватерлинии) располагается в нос от середины длины судна.

С увеличением скорости увеличивается длина судна и его относительная длина I. Одновременно уменьшаются Сь и р и до некоторого предела величина ф. Все это способствует увеличению заостренности оконечностей строевой по шпангоутам и, таким образом, уменьшает опасность возникновения значительного сопротивления формы в корме. Кроме того, увеличение общей заостренности носа благоприятствует уменьшению волнового сопротивления. В результате для быстроходных судов рационально размещать хс в корму от середины длины судна. Иногда и шпангоут наибольшего сечения отодвигается в корму от середины длины судна, что тоже способствует заострению носа.

На наличие или отсутствие бульбовой наделки или сигарообразной кормы и вообще на форму корпуса в целом влияют абсцисса центра тяжести площади ватерлинии - хг и центр величины - хс. Бульбообразные формы носовых шпангоутов создают дополнительную систему корабельных волн. При правильно спроектированном бульбе благоприятная интерференция этих волн с основной системой носовых корабельных волн снижает общее волновое сопротивление судна [61]. В настоящее время бульбовые шпангоуты применяют также на полных тихоходных транспортных судах. В этом случае бульбовые шпангоуты позволяют заострить носовую оконечность судна выше бульба, что при сохранении неизменным водоизмещения приводит к снижению волнового сопротивления. Однако влияние бульбовых обводов на кинематические параметры продольной качки мало исследовано.

В работе [83] было оценено влияние величины и знака (хг-х§)/Ь на характеристики качки и значения волновых изгибающих моментов при помощи систематических расчетов при различных скоростях хода, длинах волн, а также относительных радиусах инерции масс. При этом значения параметра (хг- хё)/Ь варьировались в диапазоне от -3.5 до 1.5 путем изменения дифферента и осадки. Данное исследование затрагивало различные варианты загрузки судна, но не касалось форм обводов.

В данном разделе выполнены исследования влияния параметра (хг - хс)/Ь на характеристики качки и значения изгибающих моментов, в так называемом, «чистом виде», путем модифицирования теоретического чертежа при неизменных коэффициентах полноты и других характеристиках формы корпуса, которые, в свою очередь, тоже оказывают влияние на ВИМ [114, 115].

На первом этапе были выполнены сопоставительные расчеты нелинейной продольной качки (вертикальной и килевой) и волновых изгибающих моментов для двух типов судов - танкера и контейнеровоза, главные размерения которых приведены в таблице 3.4.1. Расчеты выполнены для различной интенсивности встречного нерегулярного волнения с варьированием скорости хода. Высота волны с 3% обеспеченностью изменялась в зависимости от осадки и принималась Ьз<>/0 = 0.75Т; Т; 1.25Т, относительная скорость хода принималась в диапазоне числа Ег = 0 - 0.20.

Из каждого типа судов путем преобразований формы корпуса были построены еще по два теоретических чертежа таким образом, чтобы размерения и главные коэффициенты корпусов были одинаковы, а положение центра тяжести подводного объема хс изменялось относительно центра тяжести площади ватерлинии хг (см. рисунок 3.4.1). Таким образом, получено, чем больше параметр (хг - хс)/Ь, тем больше полнота кормовой оконечности судна и чем меньше параметр (хг - хс)/Ь, тем больше полнота носовой оконечности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнены систематизация и анализ существующих теоретических и экспериментальных исследований о параметрах продольной качки и ВИМ, произведено обобщение существующих методов аналитического описания судовой поверхности, поставлены цели и решены задачи исследования.

Выполненные в работе исследования позволили получить следующие результаты:

1. Разработана компьютерная программа, позволяющая формировать судовую поверхность корпуса в зависимости от проектных характеристик судна. Программа позволяет генерировать теоретические чертежи с гарантированными характеристиками формы корпуса для решения исследовательских задач. Разработанная программа внедрена в учебный процесс для выполнения лабораторных работ по дисциплине Методы построения теоретического чертежа.

Программа проста в использовании. Позволяет экспортировать ординаты теоретической поверхности корпуса в текстовую базу данных, что позволяет использовать их другими программами.

2. Установлено влияние формы корпуса (завал и развал шпангоутов, и и V - образные шпангоуты, в том числе с упрощенными обводами и для судов с уменьшенной площадью ватерлинии), высоты и протяженности надводного борта в носовой оконечности на килевые и вертикальные перемещения судна и ВИМ.

3. Установлено влияние отношения разности абсцисс центра тяжести ватерлинии и центра величины к длине судна для судов с различным / коэффициентом общей полноты.

4. Предложена аналитическая зависимость для определения стандартов продольной качки и стандартов волновых изгибающих моментов в зависимости от коэффициента общей полноты и параметра (хг - хс)/Ь, позволяющая учесть характеристики качки и изгибающие моменты на начальных этапах проектирования формы корпуса.

5. Разработаны основы методики проектирования формы корпуса судна с учетом влияния положения отношения разности абсцисс центра тяжести ватерлинии и центра величины к длине судна, главных размерений на параметры продольной качки и ВИМ.

6. Для снижения ВИМ выполнять завал бортов в средней части, если он не противоречит назначению судна. Для уменьшения амплитуд продольной качки применять завал борта для скоростных судов.

7. При проектировании судна для обеспечения наименьшей качки и снижению ВИМ бак делать удлиненным.

8. При проектировании тихоходных большегрузных судов для снижения амплитуды продольной качки и уменьшения ВИМ применять и - образные формы шпангоутов в комплексе с удлиненным баком, для быстроходных судов - V - образные формы шпангоутов в комплексе с обычным или удлиненным баком.

9. При назначении параметра (хг-хс)/Ь, указывающего на наличие или отсутствие носового бульба и/или сигарообразной кормы, при проектировании судов с большой полнотой с точки зрения продольной качки применять бульбовую оконечность нецелесообразно. Такие суда имеют большие размерения и качка для них не представляет большой опасности, поэтому форму носовой оконечности следует выбирать с учетом ходкости. Для уменьшения кинематических параметров качки судов с малой полнотой при проектировании следует применять бульбовую оконечность.

Автор выражает благодарность Заслуженному работнику высшей школы РФ, доктору технических наук, профессору Луценко В.Т. за методологическую помощь в подготовке работы.

Материалы исследований неоднократно докладывались на конференциях и опубликовывались в печати.

144

1. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский; издательство Наука, Москва 1976.-254 с.

2. Арнотт, Д. Проектирование и постройка стальных торговых судов / Д. Арнотт.- Д.: Судпромгиз, 1959. 307 с.

3. Аксютин, JI.P. Аварии судов от потери остойчивости / J1.P. Аксютин, С.Н. Благовещенский. Д.: Судостроение, 1975. - 198 с.

4. Ашик, В.В. Проектирование судов / В.В. Ашик. Д.: - Судостроение, 1975.-352 с.

5. Антоненко, С.В Патент РФ на изобретение "Судно" № 2137660 / C.B. Антоненко, О.Э. Суров //Бюлл. изобр-1999. № 26.

6. Антоненко, С.В Патент РФ на изобретение "Способ размещения грузов на судне" № 2231465 / С.В. Антоненко, О.Э. Суров // Бюлл. изобр.-2004. -№ 18.

7. Базилевский, Ю.С. Проектирование формы корпуса судна / Ю.С. Базилевский, H.A. Вальдман, И.О. Мизин, Г.В. Савинов // Журнал Судостроение, №1. 1996. С. 3-7.

8. Банди, Б. Методы оптимизации. Вводный курс / Б. Банди. М.: Радио и связь, 1988,- 128 с.

9. Барабанов, H.B. Конструкция корпуса морских судов: учебник- для вузов. / Н.В. Барабанов, Г.П. Турмов. 5-е изд., - СПб.: Судостроение, 2002. -Т. 1.-447 е., Т. 2.-471 с.

10. Барабанов, Н.В. Повреждения и пути совершенствования судовых конструкций / Н.В. Барабанов, H.A. Иванов, В.В. Новиков, Г.П. Шемендюк. — Д.: Судостроение, 1989. 254 с.

11. Басин, A.M. Качка судов / A.M. Басин. М.: Транспорт, 1969. - 272 с.

12. Благовещенский, С.Н. Качка корабля / С.Н. Благовещенский. Л.: Судпромгиз, 1954. - 520 с.

13. Благовещенский, С.Н. Справочник по статике и динамике корабля / А.Н7 Холодилин. JI.: Судостроение, 1976. - Т. 2. - 175 с.

14. Бронников, A.B. Особенности проектирования морских транспортных судов / A.B. Бронников. Л.: Судостроение, 1971. 328 с.

15. Войлошников, М.В. Морские ресурсы и техника: эффективность, стоимость, оптимальность / М.В. Войлошников. Владивосток: изд-во ДВГТУ, 2002.-586 с.

16. Гилл, Ф. Практическая оптимизация / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт; перевод с английского В.Ю. Лебедева; под редакцией A.A. Петрова. М.: Мир, 1985.-510 с.

17. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман. М.: Высш. шк., 2003. - 479 с.

18. Джилмер, Томас. С. Проектирование современного корабля / Т.С. Джилер. Д.: Судостроение, 1974. - 280 с.

19. Дьяконов, В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ / В.П. Дьяконов. М.: Наука, 1989. - 240 с.

20. Егоров, Г.В. Проектирование судов ограниченных районов плавания на основании теории риска: Монография / Г.В. Егоров. Санкт-Петербург: Судостроение, 2007. 383 с.

21. Екимов, В.В. Вероятностные методы в строительной механике корабля / В.В. Екимов. JL: Судостроение, 1966. - 327 с.

22. Екимов, В.В. Методы теории вероятностей в кораблестроении / В.В. Екимов. Д.: ВМОЛУА, 1970. - 271 с.

23. Емельянов, М.Д. Критические элементы морских судов / М.Д. Емельянов // Журнал Судостроение №6, 2008. С. 16-22.

24. Иванов, H.A. Анализ условий, сопровождающих катастрофические повреждения судовых конструкций / H.A. Иванов, C.B. Каленчук // Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов: труды между нар. конф. -Владивосток: ДВГТУ, 1996. С. 38-44.

25. Иванов, H.A. Экспериментальные исследования заливаемости / H.A. Иванов, C.B. Каленчук // Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов: труды междунар. конф. Владивосток: ДВГТУ, 1996. - С. 44-51.

26. Информационно-поисковая система Электронный ресурс. 2006. режим доступа: www.korabel.ru свободный. - Загл. с экрана

27. История штормовой мореходности от древних времен до наших дней / В.Н. Храмушин и др.. Южно-Сахалинск: Сахалинское книжное изд-во, 2004. - 288 е.: илл., мультимедийное приложение (CD-ROM), в книге было указано 7 авторов1 AI1. X -г /

28. Российский судостроительный интернет-портал Электронный ресурс. 2006. режим доступа: www.shipbuilding.ru свободный. - Загл. с экрана

29. Карпов, А.Б. Аналитическое проектирование обводов корпуса судна / А.Б. Карпов // Журнал Судостроение, №2. 1970. - С. 6-9.

30. Карпов, П.П. Анализ аварий и повреждений судов / C.B. Каленчук, О.Э. Суров // Молодежь и научно-технический прогресс: сб. тез. докл. регион, науч.-технич. конф. В 2 ч. Ч. 2 Владивосток: ДВГТУ, 2006. - С. 87 -88.

31. Карпов, П.П. Аналитическое описание судовых обводов /П.П. Карпов // Исследования по вопросам повышения эффективности судостроения и судоремонта: Выпуск 46 Владивосток: ДВГТУ, 2006. - С. 160 - 164.

32. Карпов, П.П. Аналитическое описание судовых обводов / П.П. Карпов // Приоритетные направления развития науки и технологий: сб. докладов всероссийской научно-технической конференции Тула, 2007. - С. 129-130.

33. Карпов, П.П. Влияние формы корпуса судна на его движение при нерегулярном морском волнении / П.П. Карпов, О.Э. Суров // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. 2008. - № 1. ISSN 1991-3087. - С. 182184

34. Карпов, П.П. Проектирование формы корпуса судна с учетом плавания в условиях интенсивного волнения / П.П. Карпов, О.Э. Суров // Журнал «Морские интеллектуальные технологии», г. Санкт-Петербург. 2011. - № 1 (Спецвыпуск). ISSN 2073-7173. - С. 28-33.

35. Ковалёв, В.А. Новые методы автоматизации проектирования судовой поверхности / В.А. Ковалёв. Л.: Судостроение, 1982. - 211 с.

36. Костюков, A.A. Теория корабельных волн и волнового сопротивления / A.A. Козырь. Л.: Судпромгиз, 1959. - 310 с.

37. Козырь, Л.А. Управление судами в шторм / Л.А. Козырь, Л.Р. Аксютин. -М.: Транспорт, 1973. 28 с.

38. Коротким, Я.И. Волновые нагрузки- корпуса судна / Я.И. Короткин, О.Н. Рабинович, Д.М. Ростовцев. — Л.: Судостроение, 1987. 236 с.

39. Лаптенок, И.Е. Влияние наклона борта на мореходные качества судов ледового плавания / Б.В. Мирохин, С.С. Савин //Актуальные вопросы проектирования судов: сб. науч. тр. Л.: ЛКИ, 1986. - С. 43-48.

40. Максимаджи, А.И. Капитану о прочности корпуса судна: справочник / А.И. Максимаджи. Л.: Судостроение, 1988. - 224 с.

41. Малых, Н.С. Волновые ударные нагрузки судов внутреннего и смешанного плавания: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.01) / Малых Никита Валерьевич; Нижегородский гос. техн. ун-т. Нижний Новгород, 2003. -28 с.

42. Мирошниченко, И.П. Быстроходные грузовые лайнеры / И.П. Мирошниченко, Э.Л. Лимонов. Л.: Судостроение , 1969. 280 с.

43. Москаленко, М.А. Методологические основы обеспечения конструктивной безопасности морских судов: автореф. тис. . докт. техн. таук (05.08.04) / Москаленко Михаил Анатольевич ; МГУ им. адм. Г.И. Невельского. Владивосток. 2006. - 39 с.

44. Методы построения и согласования судовой поверхности с помощью ЭВМ / В.В. Ашик и др.; под. ред. В.В. Ашика.- Л.: Судостроение, 1978. 78 с. в книге было указано 4 автора

45. Но гид, Л.М. Проектирование морских судов / Л.М. Но гид. Л.: Судостроение, 1964. - 360 с.

46. Но гид, JI.M. Остойчивость судна и его поведение на взволнованном море / Л.М. Ногид. Л.: Судостроение, 1967. - 244 с.

47. Ногид, Л.М. Проектирование морских судов / Л.М. Ногид. Л.: Судостроение, 1976. - 208 с.

48. Отчеты по госбюджетным НИР кафедры конструкции судов ДВГТУ. 1997-2000 гг.

49. Отчет о научно исследовательской работе "Экспериментальное исследование экстремальных нагрузок с использованием крупномасштабной модели судна на естественном волнении" ФЦП "ИНТЕГРАЦИЯ", ПРОЕКТ СО 149, ДВГТУ Владивосток 2001 г.

50. Павленко, Г.Е. Качка судов /Т.Е. Павленко. Л.: ОГИЗ гострансиздат, 1935.-312 с.

51. Пашин, В.М. Оптимизация судов / В.М. Пашин. Л.: Судостроение, 1983. - 296 с.

52. Рахманин, H.H. Актуальные проблемы мореходности судов / H.H. Рахманин // Журнал Судостроение, №4, 1991. С. 3-5.

53. Ремез, Ю.В. Качка корабля / Ю.В. Ремез. Л.: Судостроение, 1983. - 326 с.

54. Рейнов, М.Н. Математическая модель судовой поверхности / М.Н. Рейнов. Л.: Судостроение, 1977. - 32 с.

55. Саати, Т. Целочисленные методы оптимизации и связанные с ними экстремальные проблемы / Т. Саати; перевод с английского В.Н. Веселова; под редакцией И.А. Ушакова. М.: Мир, 1973. 302 с.

56. Сердюченко, А.Н. Обеспечение безопасности судна на волнении в катастрофических условиях / А.Н. Сердюченко // Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов: труды междунар. конф. Владивосток: ДВГТУ, 1996.-С. 16-21.

57. Сердюченко, А.Н. Анализ аварий и катастроф судов в море / А.Н. Сердюченко // Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов: труды междунар. конф. Владивосток: ДВГТУ, 1999. - С. 155 - 160.

58. Сиденко, В.М. Основы научных исследований / В.М. Сиденко, И.М. Грушко. Харьков: Изд-во при Харьковском государственном университете издательского объединения «ВИЩА ШКОЛА», 1979. - 200 с.

59. Слободян, С.О. Исследование волновых нагрузок судов на регулярном волнении умеренной крутизны / С.О. Слободян //Проблемы прочности и эксплуатационной надежности-судов: труды междунар. конф. Владивосток: ДВГТУ, 1996.-С. 30-37.

60. Слободян, С.О. Оценка влияния некоторых факторов на экстремальные волновые нагрузки судов / С.О. Слободян // Кораблестроение и Океанотехника. Проблемы и перспективы: материалы междунар. конф. (80РР-98) -Владивосток: ДВГТУ, 1998. С. 386-390.

61. Слободян, С.О. Исследование влияния нелинейных факторов на волновые нагрузки судов на экстремальном волнении: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.03) / Слободян Сергей Олегович; Украинский гос. Морской техн. ун-т. Николаев, 1998. - 21 с.

62. Справочник по строительной механике корабля: Т. 3 / под ред. Ю.А. Шиманского. Л.: Судпром гиз, 1960. - 800 с.

63. Справочник по теории корабля: в 3 томах / под ред. Я.И. Войткунского. -Л.: Судостроение, 1985. Т. 1. - 768 е., Т. 2. - 440 е., Т. 3. - 544 с.

64. Судовые устройства: Справочник / под ред. М.Н. Александрова. Л.: Судостроение, 1987. - 656 с.

65. Суров, О.Э. Расчет мореходности и прочности судна в заданном режиме волнения / О.Э. Суров, С.В. Антоненко // Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов: труды междунар. конф. Владивосток: ДВГТУ, 1996. С. 52-56.

66. Суров, О.Э. Влияние нагрузки судна на продольную качку на регулярном волнении / О.Э. Суров // Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов: труды междунар. конф. Владивосток: ДВГТУ, 1996. С. 57-61.

67. Суров, О.Э. Исследование волновых изгибающих моментов на регулярном косом волнении / О.Э. Суров // Проблемы транспорта Дальнего1.J^

68. Востока: материалы II между нар. конф. Владивосток: Академия транспорта РФ, 1997.-С. 83-84.

69. Суров, О.Э. Расчетное и экспериментальное исследование волновых изгибающих моментов / О.Э. Суров, Ю.А. Корепанова // Молодежь и научно-технический, прогресс: материалы конф. Владивосток: ДВГТУ, 1998. - С. 5152.

70. Суров, О.Э. Влияние проектных характеристик судна на его мореходные и прочностные качества: дис. . канд. техн. наук 05.08.03: защищена 30.06.2000 / Олег Эдуардович Суров; Дальневосточный гос. техн. ун-т. Владивосток, 2000.-252 с.

71. Суров, О.Э. Оптимизация формы корпуса судна с учетом качки и прочности на волнении / О.Э. Суров, П.П. Карпов // Сб. тр. Международной конференции с элементами научной школы для молодежи стран АТР по судостроению. Владивосток: ДВГТУ, 2010. С. 74-81.

72. Суслов, В.П. Об экстремальных волновых нагрузках, действующих на корпуса судов на морском волнении / В.П. Суслов // Строительная механика корабля: сб. науч. тр. Николаев: НКИ, 1978. - С. 15-22.

73. Суслов, В.П. О расчетах нагрузок, действующих на суда в экстремальных волновых условиях / В.П. Суслов // Строительная механика корабля: сб. науч. тр. Николаев: НКИ, 1986. - С. 3-11.

74. Суслов, В.П. Волновые нагрузки, действующие на суда в штормовых условиях: учеб. пособие / В.П. Суслов. Николаев, 1991. - 100 с.

75. Турбал, В.К. Проектирование обводов и движителей морских транспортных судов / В.К. Турбал, B.C. Шпаков, В.М. Штумпф. Д.: Судостроение, 1983. - 302 с.

76. Хемди, А.Т. Введение в исследование операций 7-е изд. / Хемди A. Taxa. M.: Изд-во «Вильяме», 2007. - 912 с.

77. Холодилин, А.Н. Стабилизация судна на волнении / А.Н. Холодилин. Д.: Судостроение, 1973. - 232 с.

78. Холодилин, А.Н. Расчет качки судна на нерегулярном волнении: учеб. пособие / А.Н. ХЪлодилин. Л., 1974. - 70 с.

79. Хо Куанг Туан Прогнозирование ударных волновых нагрузок на конструкциитсорпуса судна: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.08.03) / Хо Куанг Туан; Санкт-Петербургский государственный морской технический ун-т. Санкт-Петербург, 2004. - 28 с.

80. Храмушин, В.Н. Поисковые исследования штормовой мореходности / В.Н. Храмушин, C.B. Антоненко, А.Е. Малашенко // Вестник ДВО РАН, №4. -2004.-С. 26-39.

81. Цудани, Т. Японские промысловые суда / Т. Цудани. Пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1982. - 148 с.

82. Чижиумов, С.Д. Развитие численных моделей гидродинамики и гидроупругости для задач проектирования корпуса судна: автореф. дис. . докт. техн. наук (05.08.03) / Чижиумов Сергей Демидович; Дальневосточный гос. техн. ун-т. Владивосток, 2005. - 44 с.

83. Шмырев, А.Н. Успокоители качки судов / А.Н. Шмырев, В. А. Морендшильдт, С.Г. Ильина, А.И. Гольдин. Л.: Судостроение, 1972. - 480 с.

84. Элис, Я.М. Исследование гидродинамических характеристик уравнений качки судов: автореф. дис. . канд. техн. наук (05.220) Элис Я.М.; Одесский институт инженеров морского флота Одесса, 1970. - 22 с.

85. Ярисов, В.В. Особенности эксплуатации малотоннажных судов: учеб. пособие для вузов / В.В. Ярисов. СПб.: Изд-во Судостроение, 2003. - 48 с.

86. Ячин, С.Е. Филосовские основания современного научного познания : учебное пособие для аспирантов нефилосовских специальностей / С.Е. Ячин. -Владивосток: ДВГТУ, 1998. 252 с.

87. Antonenko, S.V. Research of Nonlinear Longitudinal Motion and Wave Bending Moment / S.V. Antinenko, O.E. Surov // Proceedings of the Fourth Osaka Colloquium on Seakeeping Performance of Ships (OC2000 Seakeeping), Osaka, 2000. C. 291-298.

88. Antonenko, S.V. Numerical modelling of behaviour of the ships on three-dimensional wave / S.V. Antonenko, O.E. Surov, P.P. Karpov // Proceedings of the Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2002) Kobe, 2002. -C. 143-145.

89. Antonenko, S.V. Use of Inertia Forces at Pitching for Reduction of the Wave Bending Moment / S.V. Antonenko, O.E. Surov, P.P. Karpov // Proceedings of the 3rd Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2006) Shanghai, 2006.-C. 148-151.

90. Hsiung, C.C. Optimal ship forms for minimum total resistance with the consideration of boundary layer and wake / C.C. Hsiung, Y.J. He, L.Z. Cong // Practical design of ships and mobile units, 1992. C. 33-46.

91. Kashiwagi, M. Added Resistance in regular waves of a blunt ship in ballast condition / M. Kashiwagi, S. Oda, T. Mikami // Proceedings of the 3rd Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2006) Shanghai, 2006. - C. 93-99.

92. Surov, O.E. The Program for Investigation of Vessel Longitudinal Motion and Wave /O.E. Surov // II International Students' Congress of the Asia-Pacific Region Countries. Abstracts, FESTU, Vladivostok, Russia, 1997. C. 189-190.

93. Surov, O.E. Choice of the hull at designing the vessel with account of motion / O.E. Surov, P.P. Karpov // Proceedings of the Euro-Asia Maritime Network (EAMARNET). Ship design, Production and Operation. Harbin, 2007. C. 59-66.

94. Surov, O.E. Optimization of Characteristics of the Form Vessel at Motion and Strength on the Waves / O.E. Surov, P.P. Karpov // Proceedings of the 5-th Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2010), Osaka, 2010. -C. 2124.

95. Sarioz, K. Practical seakeeping for design: an optimised approach / K. Sarioz, Grant E. Hearn, Bill Hills // Practical design of ships and mobile units, 1992. C. 233-245.

96. Wu, Chun-Hsien Seakeeping Performance and unsteady wave pattern of a high-speed trimaran / C. Wu, C. Fang, H. Chan, S. Chou // Proceedings of the 3rd Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2006) Shanghai, 2006.-C. 115-121.

97. Yang C. Simulation of ship motions induced by extreme waves / C. Yang, R. Lohner // Proceedings of the 3rd Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics (APHydro 2006) Shanghai, 2006. - C. 225-231.

98. Zborowski, A. Optimization of hull form for seakeeping performance / A. Zborowski, Liu Shiaw-Jyh // Practical design of ships and mobile units, 1992. C. 219-231.