Investigation of the influence of structural elements on the hydrodynamic forces and moments acting on the bow of the ship in conditions of its burrowing using technology Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)
Аннотация:Повышение безопасности судов в штормовых условиях при наличии зарываемости носовой оконечности, когда может произойти её захват волной, сопряжено с необходимостью определения гидродинамических сил и моментов, возникающих в носовой оконечности судна и оценки влияния на их величину конструктивных элементов носовой части судна, в частности, фальшборта. В настоящей работе для исследования динамики взаимодействия носовой оконечности судна с внешней средой использовался метод SPH. Выполнена оценка гидродинамических сил, действующих на носовую оконечность в направлении обтекания и в поперечном направлении, показавшая, что их величина может быть весьма существенной и представлять опасность с точки зрения обеспечения безопасности мореплавания. Исследовано изменение гидродинамических сил и моментов, действующих на носовую оконечность, в зависимости от угла крена судна а также геометрических характеристик фальшборта. Показано существенное влияние главных размерений и условий загрузки судна, а также фальшборта и его характеристик, на величину гидродинамических сил и кренящих моментов, действующих на носовую оконечность судна в условиях ее зарываемости в волну. Improving the safety of ships in stormy conditions in the presence of burrowing of the bow, when it can be captured by a wave, is associated with the need to determine the hydrodynamic forces and moments that arise in the bow of the ship and assess the impact on their magnitude of the structural elements of the bow of the ship, in particular, the bulwark. In this work, the SPH method was used to study the dynamics of the interaction of the bow of the ship with the external environment. An assessment of the hydrodynamic forces acting on the bow in the flow direction and in the transverse direction has been carried out, showing that their magnitude can be very significant and pose a danger from the point of view of ensuring the safety of navigation. The change in hydrodynamic forces and moments acting on the bow is investigated, depending on the roll angle of the vessel and the geometric characteristics of the bulwark. A significant influence of the main dimensions and loading conditions of the vessel, as well as the bulwark and its characteristics, on the magnitude of hydrodynamic forces and heeling moments acting on the bow end of the vessel in the conditions of its burrowing into a wave.
