Здравствуйте уважаемые читатели форума „Катера и Яхты”,
Предлагаю вашему вниманию новую тему: «Расчеты сопротивления воды и буксировочной мощности моторной яхты проекта B20-R»
Содержание
- Введение
1.1 Цель настоящей публикаци
1.2 Использованные методы по существующим программам и библиография - Уменьшение количества поверхностей входящих в состав модели наружной обшивки корпуса проекта B20-R
- Характеристики использованной модели проекта B20-R
- Особенности расчета в программе Orca3D
- Особенности расчета в программе NavCad
- Особенности расчета в программе FreeShip+
- Особенности расчета в программе Maxsurf Resistance
- Сравнительные диаграммы по результатам расчета мощности
- Выводы
- Введение
1.1 Цель настоящей публикации
Показать гидродинамические расчеты для моторной водоизмещающей яхты, выполненные различными методами на четырех разных программах, и сравнить полученные результаты с данными по ходовым испытаниям построенного судна.
Генеральный Директор компании SeaTech в Нижнем Новгороде- инж. Петр Ежов, предоставил мне для этой цели компьютерную модель яхты - проекта B20-R, в виде файла программы Rhinoceros, несколько фотографий со спуска судна на воду, расчет сопротивления воды и мощности пропульсивной установки, выполненный компанией SeaTech, и данные, полученные в результате ходовых испытаний судна. Не каждая компания делает такой благородный жест. Обычно такие результаты не доходят до широких масс специалистов по гидродинамике малых моторных катеров.
Такие статистические данные являются бесценным пособием для молодых специалистов, занимающихся маломерными моторными судами.
- 2 Использованные методы по существующим программам и библиография
- 2.1 Методы для водоизмещающих судов по программе Maxsurf Resistance v.21.14 от 2018г.
- Метод Holtrop – по 5 публикациям:
Holtrop, J., “A Statistical Analysis of Performance Test Results”
International Shipbuilding Progress, February 1977.
Holtrop, J., “Statistical Data for the Extrapolation of Model Performance Tests”
Netherlands Ship Model Basin (NSMB) Paper 588, May 1978.
Holtrop, J. and G.J. Mennen., “A Statistical Power Prediction Method”
NSMB Paper 603, October 1978.
Holtrop, J. and G.J. Mennen., “An Approximate Power Prediction Method”
NSMB Paper 689, July 1982.
Holtrop J., “A Statistical Re-analysis of Resistance and Propulsion Data”
International Shipbuilding Progress, Volume 31, No. 363, November 1984.
- Метод Compton – по публикации Compton, R., “Resistance of a Systematic Series of Semi-Planing Transom-Stern Hulls” Marine Technology, v23, No.4, October 1986.
- Метод Fung - по публикации Fung, S.C. and Leibman, L., “Revised Speed-Dependent Powering Predictions for HighSpeed Transom Stern Hull Forms”FAST '95: Third International Conference on Fast Sea Transportation, LubeckTravemunde, September 1995
- Метод Van Oortmerssen - по публикациям:
Oortmerssen, G., “A Power Prediction Method and its Application to Small Ships”International Shipbuilding Progress, vol 18 , No.207 1971
Helmore, P.J., “Update on van Oortmerssen's resistance prediction”RINA - International Maritime Conference, Pacific 2008, pp. 437 – 448
- 2.2 Методы для водоизмещающих судов по программе HydroComp NavCad 2005 /2011Edition/
- Метод CRTS - по публикации Fung, S., "Resistance and Powering Prediction for Transom Stern Hull Forms During Early Stage Ship Design", SNAME Transactions, Vol. 99, 1991.
- Метод HSTS - по публикации Fung, S.C. and Leibman, L., "Revised Speed-Dependent Powering Predictions for High-Speed Transom Stern Hull Forms", Proceedings Third International Conference of Fast Sea Transportation (FAST '95), Germany, 1995.
- Метод Holtrop 1984 – по публикациям:
Holtrop, J., "A Statistical Resistance Prediction Method With a Speed Dependent Form Factor", Proceedings SMSSH '88, Varna, Oct 1988.
Holtrop, J., "A Statistical Re-Analysis of Resistance and Propulsion Data", International Shipbuilding Progress, Vol. 31, No. 363 Nov 1984.
Holtrop, J. and Mennen, G.G.J., "An Approximate Power Prediction Method", International Shipbuilding Progress, Vol. 29, No. 335, Jul 1982.
- Метод De Groot RB - по публикации DeGroot, D., "Resistance and Propulsion of Motor-Boats", International Shipbuilding Progress, Vol. 2, No. 6, 1955.
1.2.3 Метод Holtrop 1984 /mod/ - по программе Orca3D v.1.4 WIP от 2018, plug-in для Rhinoceros v.5
Метод создан по публикациям:
Holtrop, J., "A Statistical Re-Analysis of Resistance and Propulsion Data", International Shipbuilding Progress, Vol. 31, No. 363, November 1984.
Holtrop, J. and Mennen, G.G.J., "An Approximate Power Prediction Method", International Shipbuilding Progress, Vol. 29, No. 335, July 1982.
ITTC, Proceedings of the 15th ITTC, The Hague, The Netherlands, published by the Netherlands Ship Model Basin, Wageningen, 1978.
- 2.4 Методы по программе FreeShip+, v.3.50 от 2015г. – автор инж. Виктор Тимошенко
- Метод Holtrop 1988(84) - по публикации Holtrop от 1984г. и Holtrop, Mennen от 1982г.
- Метод Fung-Leibman 1995 –по публикации Fung, Leibman от 1995г. для круглоскулых военных кораблей
- Метод DeGroot – по публикации от 1951г. для быстроходных круглоскулых катеров
- Метод по данным модельного эксперимента – ОСТ 5.0181-75 - для любых водоизмещающих судов.
2. Уменьшение количества поверхностей, входящих в состав модели наружной обшивки корпуса проекта B20-R
2.1 Чтобы получить расчетную модель для программы Orca3D достаточно убрать надстройку из файла Rhinoceros. В результате получим модель корпуса судна от днища до главной палубы и от транца в корме до бульбообразного носа (см. приложенный файл со шпангоутами, батоксами и ватерлиниями).
2.2 Более сложным является получение модели без отклонений от действительных обводов судна, подходящей для работы с программой Maxsurf Resistance.
Проблема возникает из-за того что все срезанные поверхности в Rhino файле при импорте из Rhino в Maxsurf Modeler посредством файл формата IGES, или при прямом использовании Rhino файла в Maxsurf Modeler, получаются несрезанными.
Здесь на помощь пришла программа Delftship Pro v.4.03. Из существующего файла Rhino убрал всё лишнее, оставил только поверхности одного борта (днище, борт и брызгоотбойник) и посредством IGES файла импортировал в Delftship Pro.Сразу видна неприятная проблема – несрезанные поверхности днища и борта идут параллельно друг-другу как «днище-бортовые», а несрезанная поверхность брызгоотбойника пересекает их. Они не принимаются окончательно срезанными ни в Delftship Pro, ни в Maxsurf Modeler.
Проблему можно решить следующим образом:
Получить следы контурных линий, используя функцию пересечения поверхностей в Delftship Pro.
Убрать лишние части днища и борта под и над этими линиями (для борта убрать нижнюю часть, а для днища убрать верхнюю часть).
Создать новую поверхность брызгоотбойника по контрольным точкам полученных контурных линий днища и борта, а старую несрезанную - убрать.
Имея контуры днища, брызгоотбойника и борта, осталось только измерить в Rhino файле высоту транца от ОЛ и создать точку в ДП на уровне высоты транца в программе Delftship Pro. Теперь уже легко сделать ломаную поверхность транца, который в верхней части доходит до горизонтальной кормовой платформы.
Все «точки утечки», показанные зеленым цветом в программе Delftship Pro (при выборе показаны желтым цветом в программе FreeShip+), находятся выше уровня ватерлинии, определенной при полном водоизмещении (осадка кормой Taft = 1,25м). Их можно увидеть в приложенном файле.
Четырех полученных поверхностей достаточно для выполнения расчетов по гидродинамике судна. Импортируем поверхности днища, борта, транца и брызгоотбойника при помощи IGES файл из Delftship Pro в Maxsurf Modeler.
На полученной модели определяем носовой и кормовой перпендикуляр. Носовой перпендикуляр (FP) проходит через точку пересечения КВЛ (с учетом дифферента) с линией форштевня в ДП на уровни Tforw = 1,1м от ОЛ. Кормовой перпендикуляр (AP) совпадает с кормовой кромки горизонтальной платформы в ДП, отстоящей на 0,25м от транца.
Фиксируем среднюю осадку 1,19м (ровный киль) для полного водоизмещения 54,8т и определяем количество шпангоутов, батоксов и ватерлиний.
Сохраняем файл модели в программе Maxsurf Modeler.
Открываем эту модель в Maxsurf Stability и делаем гидростатический расчет посадки с дифферентом 0,15м и водоизмещением 54,8т.
Сохраняем результаты расчета с дифферентом, чтобы потом использовать их для уточнения входных параметров в программе Maxsurf Resistance.
2.3 В программе FreeShip+, v.3.50, есть возможность непосредственного открытия модели, а также, отдельного внесения необходимых входных параметров.
Если модель уже сделана в Delftship Pro, сохраняем ее в версии 2.6 программы Delftship Pro и напрямую открываем в FreeShip+, потом сохраняем в последней версии 3.50 и выполняем расчеты сопротивления и мощности.
Метод Holtrop программы FreeShip+ допускает введение входных данных о КВЛ с дифферентом.
В остальных же методах программа требует ввод параметров с посадкой судна на ровный киль, со средней осадкой 1,19м, при сохранении величины водоизмещения 54,8т.
2.4 В программе NavCad 2005 нет возможности внести готовую модель, чтобы затем выполнить расчеты сопротивления и мощности, как это было возможно в программах Orca3D, Maxsurf Resistance и FreeShip+.
Такая возможность есть только в новой версии NavCad Premium 2018, с использованием модели, сделанной в программе Rhinoceros.
Поэтому, для работы будем использовать входные данные программы Maxsurf Resistance, которые совпадают с требуемыми входными данными для программы NavCad 2005 (за небольшим исключением).
Также как и в Maxsurf Resistance, в NavCad 2005 есть возможность вносить данные по КВЛ с дифферентом.
Продолжение следует!
NA Razmik Baharyan
Rousse-Bulgaria
Сообщение отредактировал rabah: 27 апреля 2019 - 06:15