Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных условиях эксплуатации
Скачать 248.3 Kb.
|
| Четвертая глава посвящена апробации ВП путем проведения численных экспериментов по исследованию экстремальной динамики МО в режиме основного и параметрического резонансов, а также в условиях брочинга. Резонансные явления являются одной из наиболее характерных причин экстремальных ситуаций, связанных с интенсивными колебаниями МО в одной или нескольких плоскостях. Сама по себе сильная качка не представляет существенной угрозы для неповрежденного судна, но сказывается на обитаемости и эксплуатационных характеристиках. Однако нахождение судна в режиме основного или параметрического резонанса может стать причиной возникновения цепочки неблагоприятных последствий. Например, при сильной бортовой качке малого судна возможно резкое ухудшение остойчивости при попадании воды в палубный колодец, при килевой качке — сильный слеминг7 и пр. Избежать резонансных условий позволяет изменение скорости и (или) курса судна, обычно осуществляемое согласно операционной диаграмме. Основной резонанс (ОР) качки обусловлен близостью характерных периодов волнения и собственных колебаний судна и хорошо предсказуем даже в линейном приближении. Напротив, параметрические резонансы (ПР) имеют более тонкую природу, связанную со взаимовлиянием различных видов качки; условия их возникновения не всегда очевидны. На рис. 4 представлены обобщенные результаты численных экспериментов, проведенных на ВП, в форме АЧХ8 бортовых колебаний МО лагом к волне, полученных при различных параметрах волнения. В силу того, что высота и период волн связаны регрессионной зависимостью, результаты расчетов представлены в безразмерном виде (в нормировке квантили амплитуды качки 90% вероятности θ90% на СКО9 угла волнового склона). На графике присутствуют два пика, один из которых соответствует основному резонансу (частота колебаний равна частоте максимума спектра волн), а другой – параметрическому (частота максимума спектра волн в два раза больше частоты колебаний судна). Дополнительно на рис. 4 приведены аппроксимации результатов компьютерного эксперимента функцией Коши (для линейных систем) с отображением таких характеристик системы, как добротность Q и пиковая амплитуда A. На основании формы пика можно сделать вывод о большей частотной избирательности МО как колебательной системы в режиме параметрического резонанса бортовой качки лагом к волне.  Рис. 4. АЧХ МО в режиме параметрического резонанса бортовой качки лагом к волне  Рис. 5. АЧХ МО в режиме параметрического резонанса бортовой качки на встречном волнении На рис. 5 приведены результаты компьютерного моделирования возникновения параметрического резонанса на встречном волнении в форме АЧХ бортовых колебаний при разных значениях скорости МО, при этом параметры морского волнения не менялись. Результаты расчетов показывают высокую степень избирательности судна как колебательной системы в режиме параметрического резонанса бортовой качки на встречном волнении, а также демонстрируют нелинейный эффект, связанный со снижением резонансной скорости по мере роста амплитуды качки. На рис. 6 приведен пример компьютерного эксперимента по воспроизведению эффекта брочинга — неуправляемого разворота судна лагом к волне, сопровождаемого сильным динамическим креном.  Рис. 6. Судно класса «буксир» в условиях брочинга (неуправляемый захват объекта волной) Поскольку брочинг является нестационарным процессом, для анализа его воспроизводимости в условиях ВП рассматривалась выборка из 200 экспериментов с одинаковыми начальными условиями, но различными случайными реализациями поля волнения, что позволило классифицировать и описать основные условия его возникновения, исходя из диаграммы курса, угла крена, угловой скорости и высоты волны в точке, где находится судно. Пример типовой траектории судна и параметров волнения в условиях брочинга представлен на рис. 7. Таким образом, результаты проведенных компьютерных экспериментов демонстрируют способность ВП воспроизводить такие существенно нелинейные режимы качки МО, как параметрические резонансы и брочинг, формирующие условия для возникновения экстремальных ситуаций при эксплуатации МО.  Рис. 7. Временные диаграммы параметров волнения, курса, угла крена, и типовая траектория судна в условиях брочинга Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:
Публикации по теме диссертационной работы
1 Sloot P.M.A., Frenkel D., Van der Vorst H.A. et al. Computational e-Science: Studying complex systems in silico. A National Coordinated Initiative. White Paper, February 2007. (http://www.science.uva.nl/research/scs/papers/archive/Sloot2007a.pdf) 2 ЦСМВ – центр коллективного пользования СПбГУ ИТМО 3 Неуправляемый разворот судна вследствие «захвата» волной, сопровождаемый сильным динамическим креном 4 Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2011611381 – 2011 5 Класса Numerical Tank 6 Быстрое преобразование Фурье 7 Гидродинамический удар носовой части судна при продольной качке 8 Амплитудно-частотная характеристика 9 Среднеквадратичное отклонение |
Похожие:
 | Тема: «Виртуальный полигон для исследования морских объектов в экстремальных... Способствуйте повышению самооценки ребенка, чаще хвалите его, но так, чтобы он знал за что | | Теоретические и практические основы материаловедения и технологии... Целью изучения дисциплины является формирование у будущих специалистов необходимого комплекса знаний, умений и навыков в области... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Поэтому многие виды астрофизических объектов выступают в роли уникальной физической лаборатории, предоставляющей возможности для... | | Методика дефектации корпусов морских транспортных судов общие положения Настоящая Методика предназначена для использования при освидетельствованиях и дефектации корпусов морских транспортных судов длиной... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Нения боевой задачи в условиях применения противником оружия массового поражения (омп), а также в условиях воздействия неблагоприятных... | | Требования пожарной безопасности при эксплуатации объектов защиты Требования пожарной безопасности при эксплуатации (применении) объектов защиты устанавливаются в соответствии с настоящим техническим... |
| Программа профессионального модуля пм. 04 «Организация видов работ... Организация видов работ при эксплуатации и реконструкции строительных объектов» разработана на основе федерального государственного... | | Ирина и Алексей Гостевы полигон Поэтому не удивляйтесь, если встретите в тексте уже знакомых вам персонажей и события. "Полигон" начинается с приключений новых персонажей... |
| «О научно-техническом сопровождении при эксплуатации морских портов»... Код и наименование специальности по Перечню направлений подготовки (специальностей) 020300 | | Реферат Тема: применение электронной микроскопии в микробиологии... Электронная микроскопия – метод морфологического исследования объектов с помощью потока электронов, позволяющих изучить структуру... |
| Научно-исследовательская работа Экспедиционные изыскания по Сахалинской... Разработка вычислительных моделей и информационно-аналитических программных комплексов для решения задач мониторинга и контроля состояния... | | Руководство по эксплуатации нижний Новгород Руководство по эксплуатации (РЭ) предназначено для ознакомления с конструкцией, порядком монтажа подготовкой к работе, включением... |
 | V-я Международная научно-практическая конференция психологическая... Гбоу впо «тихоокеанский государственный медицинский университет» Минздрава России | | Учебно-методический комплекс фтд. 05 Реабилитация людей, оказавшихся в экстремальной ситуации Целью курса является изучение особенностей психической деятельности человека в экстремальных условиях военных действий для оптимизации... |
| Синтез астатических законов управления с неполной обратной связью для морских подвижных объектов Важным требованием к системе управления является наличие астатизма по регулируемой координате. В работе представлен алгоритм построения... | | Программа восьмого Международного научно-практического конгресса... Резервный день для прохождения гиа в новой форме в 9 классе по математике, истории России, биологии, физике |
