Расчетные спектры морского волнения.
⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3 Известны спектры Ньюмена, Бретшнайдера, Пирсона-Московица, Вознесенского, … В настоящее время для описания спектров используются экспоненциальные и дробно-рациональные спектры. Стандартный экспоненциальный спектр, рекомендованный ОСТ 5.1003-80 имеет вид где
Параметры спектров
где
где
Рис.6.5 Среди дробно-рациональных спектров широко используется спектр вида
которому соответствует корреляционная функция
Для развитого морского волнения соблюдается: - -частоты максимумов спектров -дисперсия волновой ординаты Так для 5-ти балльного волнения [15]
В расчетах также используется спектр угла волнового склона
Примеры расчета спектра волновых ординат Для волнения 5 баллов в соответствии с табл. и рис.
Тогда
Значимые значения спектра находятся в диапазоне частот от 0.4 до 2.4 с-1. График спектра приведен на рис. 6.6 Рис.6.6
Спектр угла волнового склона приведен на рис.6.7 Рис.6.7 Для волнения 10 баллов
Тогда
Значимые значения спектра находятся в диапазоне частот от 0.2 до 1.4 с-1. График спектра приведен на рис. 6.8 Рис.6.8 Спектр угла волнового склона приведен на рис.6.9
Рис. 6.9 При моделировании силовых воздействий используется представление сил и моментов вида. Для определения амплитуд гармоник AFxi,AFyi, AFzi, AMxi, AMyi, AMzi спектр волновых ординат или угла волнового склона разбивается на сумму прямоугольников с площадями
аналогично случайная функция угла волнового склона
Значения ординат Табл. 6.2 (5 баллов)
Табл. 6.3 (10 баллов)
Для угла волнового склона в Табл.6.4,6.5 соответственно.
Табл.6.4 (5 баллов)
Табл. 6.5 (10 баллов)
Тогда амплитуды i- х гармоник силовых воздействий определяются соотношениями:
где
Алгоритмы расчета спектров процессов ОМТ на волнении. Рассмотрим процесс рыскания корабля на волнении. Управляемое движение корабля на волнении описывается уравнениями
Возможны два подхода: 1-й заключается в следующем - для заданной балльности, скорости хода и угла
2-й способ связан с аналитическим вычислением спектра необходимо по исходным уравнениям вычислить передаточные функции в соответствии с рис.6.10
Рис.6.10
Путем несложных преобразований схема может быть приведена к виду, рис.6.11
Рис.6.11 где Тогда спектр выходного сигнала определяется по формуле
Силы волнового дрейфа. Рассмотренные ранее силы имели нулевую постоянную составляющую. Однако в соответствии с исходными данными отмечается наличие в горизонтальной плоскости постоянных сил
где
Для принятого ранее спектра ординат морского волнения, величина - для пяти баллов - для десяти баллов 6.7Силовые воздействия ветра (аэродинамические силы) В табл.6.6 приведены значения средних скоростей ветра и шквальных для различных балльностей ветра по шкале Бофорта на высоте 6 м от поверхности моря. Здесь же приведены значения давлений для средних скоростей и аэродинамические лобовая
Табл.6.6
Поскольку процесс волнообразования тесно связан с передачей энергии от ветра к волнам, то следует увязывать балльность волнения (и соответствующие расчеты качек) с балльностью ветра по шкале Бофорта, см. Табл.6.7
Табл.6.7
Скорость ветра меняется также по высоте (судна)
эффективная скорость ветра определяется по формуле [4]
где v - дополнительная скорость ветра при порыве. Аэродинамическая сила давления ветра на надводную часть корпуса и надстройки
где В данном случае используются соотношения используются соотношения
для их определения необходимо знать соотношения для аэродинамических коэффициентов объекта Приведем примеры зависимости коэффициентов аэродинамических сил от
Входящие в формулы значения площади лобовой и боковой парусности, а также абсцисса центра парусности судна пр.20 составляют, например
Скорость и угол кажущегося горизонтального ветра определяются соотношениями
При шквале дополнительная скорость ветра vа изменяется от среднего значения до максимального (вдвое превышающее среднее значение) по линейному закону, причем время нарастания зависит от максимального значения дополнительной скорости в соответствии с таблицей 6.8.
Табл.6.8
Волновая составляющая скорости ветра определяется морским волнением. Ее корреляционная функция и спектральная плотность совпадают с аналогичными характеристиками для функции волновой ординаты, но со значительно меньшей дисперсией, в следствии чего волновой составляющей скорости ветра пренебрегают.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|