Слайд 1Изучаем ХОДКОСТЬ корабля...
ВВЕДЕНИЕ
Слайд 3 Сечения судна (Ship Lines) :
- Корпус (Body
plan)
- Бок (Shear plan)
- Полуширота (Half breadth plan)
ВСПОМИНАЕМ…ЗАПОМИНАЕМ
Слайд 6Пропульсивное устройство
1. Двигатель; 2. Вал двигателя с гибкой муфтой;
3. Дисковый редуктор для снижения числа оборотов двигателя (например, 1000
оборотов в минуту) до приемлемой скорости вращения винта (например, 200 оборотов в минуту) сокращение 5:1;
4. Валогенератор, для обеспечения корабля электричеством, когда работает двигатель;
5. Туннель гребного вала с подшипником;
6. Дейдвудная труба; 7. Гребной винт
Слайд 7приводное устройство
1. Лопасть винта (окружная скорость 31,4 м /
с); 2. Босс, ступица или концентратор;
3. Водо/масло непроницаемое герметичное уплотнение; 4. Яблоко ахтерштевня; 5. Гребной вал, 240 оборотов в минуту; 6. Дейдвудная труба; 7. Вал двигателя; 8. Корпус редуктора (1:2,5); 9. Механический привод насоса смазочного масла; 10. Фланец вала (упор); 11. Приводной механизм вращения вала;
Слайд 8Преобразование энергии на судне
СЭУ
Редуктор
Муфта
Дейдвуд
Кронштейн ГВ
BHP
SHP
DHP
THP
ЕHP
Слайд 9Поворотные винто-рулевые колонки типа «Azipod»
фирмы АВВ Marine
Слайд 10Состав силовой энергетической установки
и пропульсивной системы «Azipod»
Слайд 12z
D
Силы, действующие на судно при поступательном равномерном движении
Слайд 14Names of Ship’s Motion
Rolling
Pitching
Heaving
Yawing
Swaying
Surging
with spring
Without
spring
x
z
y
r
u
v
Слайд 15Транспортировка грузов и людей (первые опыты)
Слайд 21Что нужно знать
и помнить из гидромеханики
Слайд 22Силы и моменты
Корабль на волнении – 6-ти мерная задача.
Самолет: в
прямом полете вес = подъемной силе, сопротивление = тяге.
Слайд 23Сопротивление и подъёмная сила
Гидродинамические силы обусловлены распределением давления и
сил вязкостного трения по поверхности тел.
Сопротивление (Drag): компонент, параллельный направлению
движения.
Подъёмная сила (Lift): компонент, нормальный направлению движения
Внешняя нормаль
Слайд 24Подъёмную силу (Lift) и сопротивление (Drag) можно найти интегрированием по
поверхности давлений и касательных напряжений.
Сопротивление и подъёмная сила
Слайд 25Кроме геометрических характеристик, на величину сил FL и FD влияют
плотность и скорость V.
Определить силы можно с помощью коэффициентов:
В
данном случае площадь A определяется как площадь фронтальной проекции; в других случаях необходимо в качестве характерной брать площадь в плане (аэродинамика крыла), смоченную поверхность (корабельная гидромеханика), или ту, которая характерна и общепринята в данной отрасли техники.
Сопротивление и подъёмная сила
Слайд 26Сопротивление и подъёмная сила
В случае крыльев, CL и CD
могут быть функциями от расположения сечения по размаху крыла. В
этом случае локальные CL,x и CD,x , создающие полное сопротивление и подъёмную силу, можно проинтегрировать по размаху крыла L или по радиусу лопасти гребного винта.
Слайд 28Сопротивление трения и давления
Гидродинамические силы определяются силами трения и давления.
Разделяются
на составляющие,
FD = FD,friction + FD,pressure
CD = CD,friction +
CD,pressure
В соответствии с теорией подобия при испытаниях моделей судов
CD,pressure = f(Fr)
CD,friction = f(Re)
Сопр. трения
Сопр. давления
трения & давления
Слайд 29Отрыв потока
Отрыв потока увеличивает полное сопротивление за счет FD,pressure, даже
при уменьшении смоченной поверхности и отсутствии трения FD,friction.
Плавное обтекание сводит
к минимуму FD
Отрыв потока вызывает акустические шумы и сильные завихрения в спутной струе
Слайд 31CD для тел с разной геометрией
Для многих тел коэффициент полного
сопротивления CD постоянен при Re > 104
CD зависит от
ориентации тела в потоке.
В качестве первого грубого приближения попротивление многокомпонентной системы CD можно определить как сумму компонентов (что не всегда правильно).
Слайд 35Два этих тела имеют одинаковое сопротивление.
Большое сопротивление тонкого кругового
цилиндра связано с отрывом пограничного слоя.
Слайд 36Сопротивление пластин
Сопротивление пластин обусловлено трением в в ламинарном, переходном и
турбулентном пограничном слое.
Слайд 37Сопротивление пластин
Местные коэффициенты трения
Ламинарное:
турбулентное:
Полный коэффициент трения
Ламинарное :
турбулентное :
В общем
случае смешанного пограничного слоя с большим ламинарным участком
Слайд 38Влияние шероховатости
Кривые получены для правильной шероховатости
Шероховатость не влияет на сопротивление
при ЛПС
Турбулентное течение чувствительно к шероховатости: Cf может увеличиться в
7 раз при данном Re !!!
Слайд 39Сопротивление цилиндра и сферы
Гладкий цилиндр
Сфера
Слайд 40Сопротивление цилиндра и сферы
Характер течения определяется числом Re.
Отрыв турбулентного пограничного
слоя приводит большим продольным градиентам довления.
отр,лам ≈ 80º
отр,турб ≈ 140º
Слайд 41Влияние шероховатости
Относительная шероховатость
гладкая
Слайд 42Подъёмная сила
Подъёмная сила (Lift) – проекция равнодействующей сил трения и
давления на перпендикуляр к направлению движения.
Коэффициент подъёмной силы:
A=bc Площадь крыла
в плане
Слайд 44Влияние угла атаки крыла
Теория тонкого профиля: CL≈2 для
stall
В этом диапазоне подъёмная сила прямо пропорциональна
Оптимальное крыло имеет
максимальное КАЧЕСТВО CL/CD .
CD определяется в аэродинамической трубе или численно.
Слайд 45Влияние искривления профиля
Распределение толщин и искривление средней линии влияют на
распределение давлений и сил трения по поверхности крыла
Слайд 46Влияние искривления профиля
Цветными линиями показано распределение давлений по поверхности
Искривление и
распределение толщин сильно влияют на поле скоростей.
Слайд 47Концевые вихри на крыльях
Концевые вихри образуются из-за перетекания жидкости через
концы крыла из зоны повышенного давления в область пониженного.
Концевые вихри
представляют большую опасность для объектов за летящими самолетами.
Слайд 48Концевые вихри на крыльях
Уменьшить потери на концевые вихри можно с
помощью концевых шайб.
Концевые вихри приводят к появлению индуктивного сопротивления.
Концевые
перья многих летающих птиц исполняют функцию концевых шайб.
Слайд 49Подъёмная сила на вращающихся телах
Superposition of Uniform stream + Doublet
+ Vortex
Слайд 50Подъёмная сила на вращающихся телах
CL зависит от направления вращения.
Эффект от
продольного вращения на CD мал.
У игроков с мячом в игре
используется вращение .
Появление подъёмной силы при вращении называют эффектом МАГНУСА.