Manewrowanie3 - Manewrowanie-sprawozdanie
advertisement
Manewrowanie3.doc (61 KB) Pobierz Opływ kadłuba statku- statki poruszają się w wodzie i w powietrzu- dwóch ośrodkach będących płynami o różnych właściwościach. Ich oddziaływanie na statek nie jest więc jednakowe. Właściwości ośrodka w jakim porusza się statek rozpatruje się uwzględniając rozmiar statku i jego elementów takich jak: pędniki, stery czy płaty nośne oraz zakresy prędkości z jakimi się one poruszają. Podstawową wł. Fizyczną wody i powietrza która wpływa na charakterystyki dynamiczne jest gęstość. Gw= 1000 kg/m3 gp= 1,29 kg/m3 Dlatego przy takich samych warunkach opływu siły oddziaływujące wody są znacznie większe. Dla Wody b. Istotne wł. Stanowią: lepkość, ciśnienie parowania, rozpuszczalnośc gazów w wodzie. Lepkość nazywana jest również tarciem wewnętrznym. Jeżeli pole prędkości wzdłuż pewnego kierunku ruchu jest nierównomierne występuje wówczas poprzeczny transport pędu pomiędzy warstwami płynu o różnej prędkości. Jest on przyczyną występowania naprężeń ściernych. Prędkość wzdłuż płynu na powierzchni opływalnych ciał ze wzg. na własność przylegania, jest równa zeru. Podczas holowania cienkiej płaskiej płyty na pow. Wody z małą prędkością jedyną siłą hamującą jej ruch jest siła... Dynamiczny wsp. lepkości współczynnik propocjonalności występujący w funkcji opisującej naprężenia ścinające. ...................... Wartość kinematycznego współczynnika lepkości w temp 20C wynosi dla wody 1,0E-6 dla powietrza 0,15E-4. Płyn w spoczynku lub poruszający się ruchem jednostajnym lub tak jak ciało sztywne zachowuje się jak płyn pozbawiony lepkości. Dlatego w niektórych przypadkach wody można traktować jak płyn nielepki. Ciśnienie parowania oraz rozpuszczalności gazów w wodzie decyduje o powstaniu zjawiska kawitacji. Kawitacją nazywane jest zjawisko powst. w cieczy obszarów nieciągłości wypełnianych parą lub gazem w wyniku spadku ciśnienie poniżej wartości krytycznej. Lokalny spadek ciśnienia może być spowodowany wzrostem prędkości cieczy. Warunkiem występowania kawitacji w wybranym obszarze jest przemienne pole ciśnienia. –spadek ciśnienia do wartości krytycznej a następnie wzrost. FAZA KAWITACJI mogą się rozwijać różne formy kawitacji. Występowanie kawitacji pęcherzyków wiąże się z EROZJĄ KAWITACYJNĄ. Kawerny kawitacjne które przemieszczają się do rejonów podwyższonego ciśnienia ulegają implozji i powstają fale hydrodynamiczne. Skutkiem kawitacj obok erozji jest również hałas oraz drgania wywołane przez zmiany ciśnienia od okresowo powstających i zanikających kaweru kawitacyjnych. Do opisu stanu wody i powietrza w danym punkcie przyjmuje się wieć następująca parametry V, gęstość kg/m3 ,ciśnienie Pa, temp. Do opisu własciwości transportu pędu płynu przyjmuje się dynamiczny współczynnik lepkości. W praktyce do opisu zjawisk zachodzących w płynie używa się tak zwanych liczb kryterialnych wyrażających kryteria podobieństwa przepływów. Liczba Strouhala (SH) i liczba Froude’a wyraża stosunek siły bezwładności do siły masowej lub stosunek dwóch prędkości.-dla statku o dł L pływającego na wodzie głębokiej Fr=V/g*L - w wodzie o głębokości h Fr=V/g*h. Liczba Eulera Eu Liczba Reynoldsa Re= *L/V gdzie -ni-lepkość kinematyczna, L-dł statku, V prędkośc statku. Liczba ta wyraża stosunek sił bezwładności do sił lepkości. Stosowanymi modelami płynów są płyn idealny, płyn lepoki, nieściśliwy. Przy dostatecznie dużym wzroście ciśnienia woda w warstwie przyściennej ulega zahamowaniu i porusza się wolniej od warstwy zewnętrznej, W punkcie A cząsteczki wody w warstwie przyściennej zaczynają poruszać się wstecz pomimo że przepływ w warstwie zewnetrznej nie zmienia kierunku. W wyniku zmiany rozkładu predkości w warstwie przyściennej linie prądu odalają się do powierzchni ciała i następuje oderwanie warstwy przyściennej. Zewnętrzne strugi wody unoszą oderwaną masę wody i tworzy się wir, który odpływa uniesionym prądem wody. Oderwanie warstwy przyściennej zmienia obraz odpływu.Grubość przyściennej warstwy zmienia się od kilku cząsteczek na dziobie do około 1m na rufie. Stałemu tworzeniu się nowych wirów odpowiada zgodnie z zasadą zachowania energi wzrost oporu BADANIA MODELOWE- polegają na tym że poprzez obserwacje zjawisk i pomiar charak. Wielkości na modelu wnioskuje się o ilościowym i jakościowym przebiegu tych zjawissk w naturze. W odniesieniu do badan oporu mierzonym wielk są prędkości modelu Vm i opór całkowity Rtm. Badania modelowe przeprowadza się w basenach holowniczych. Podst. Badań modelowych jest teoria podobieństwa mechanicznego aby zjawistka przebiegały podobnie mech musi byćzachowanie podobieństw kinematycznego, geometrycznego i dynamicznego. Podobieństwo geometr oznacza że wszystkie wymiary statku i modelu pozostają do siebie w stałym stosunku. Podobieństwo kinematyczne opływu oznacza że obraz opływu statku jest podobny do opływu modelu. W opdpowiadajacych sobie punktach na modelu i statku muszą mieć taki sam kierunek i zwrot a ich stosunkki muszą być wielkością stałą. PODOBIEŃSTWO DYNAMICZNE sił zachodzi wówczas gdy stosunek sił działających na odp sobie cząstki wody przy statku i przy modelu jest stały. Podob dynamiczne zależy od rodzaju wstepuj sił przy badaniach modelowych oporu rozp są siły grawitacyjne bezwładności i lepkości. Badania modelowe metody numerycznej mechaniki płynów(computational Fluid Dynamisc) Podstawą metod CFD są równania ruchu płynu w postaci równań zachowania masy prądu i energi. Dla wszystkich rodzajów przepływów(laminarnych i tufbulentnych) rozwiązane są równania ciągłości przepływu i zasada zach pędu. Zasadę zach. Pędu dla płynu wyraża RÓWNANIE NAVIERA-STOKESA. Wymienione wyżej równania opisujące przepływ są równaniami różniczkowymi cząstkowymi w których zmienne niezależne stanowią współ. Rozpatrywanego p-ktu oraz czasu. Można z nich wyznaczyć rozkłady chwilowych wartości zmiennych zależnych składowe wartości wektora prędkości i ciśnienia. Dla przepływów trójwymiarowych stosowana jest metoda objętości skończonej. FYM(Finitive Volume Method) Polega ona na przyjęciu siatki dyskretyzacji dzięki czemu możliwa jest dyskretyzacja zmiennych. Podst. Rodzaje siatek stanowią siatki kartezjańskie, hextedralna, tetrachedralna, piramidalna oraz pentakedralna. Istotny dla dokładności obliczeń jest zarówno wybór siatki jak i jej gęstości. W obszarach o większej intensywności przepływu lub występowania nieciągłości siatki są zwykle zagęszczane. Programy CFD umożliwiają dokowania analiz upływu siatki na jakość wyników. Ze wzgl. Na możliwości obliczeniowe komputera dla przepływów turbulencyjnych wprowadza się odp. Modele turbulencyjne. LES( large eddy simulation) oraz Rans równania nawlera-stokesa z uśrednieniem reynoldsa wraz z odpowiednim modelem. Wyniki obliczeń można także obserwować w postaci prezentacji graficznej w dowolnej chwili czasu co daje przejrzysty obraz zach zjawisk. ZAPASY WODY POD STĘPKĄ dokładność głębokości pomiaru, dokładność robót czerpalnych, ruchy dna akwenu, zmiany gł wody, dokładność pomiarów echosondy, zmiany zanurzenia statku: zużycie zapasów wynikające z wymiany wód balastowych wpływ gęstości wody , odkształcenia kadłuba(strzałka ugięcia) osiadanie statku – wzrost zanurzenia w wyniku siły ssącej.... Dla akwenów osł. Od falowania minimalny zapas wody pod stępką powinniśmy mieć 10% zanurzenia st. Wewnętrzne formy podejścia 15% otwarte wody 20% Zjawiska związane z ruchem statku na płytkiej wodzie wzrost fali dziobowej, spadek prędkości st dla takiej samej mocy napędu, wzrost oporu, spadek obrotów śruby, pojawienie się drgań, opóźnienie reakcji statku przy manewrowaniu, osiadanie. Interpretacje zachowania się statku w oparciu o model płynu idealnego stosujemy w przypadku ruchu statku na płytkiej wodzie oraz w pobliżu innych obiektów stałych lub ruchomych. Z równania ciągłości wynika- ilość wody wpływającej = ilość wody wypływającej. Oznacza to że przy zmniejszeniu przekroju hydraulicznego zwiększa się prędkość przepływu. Zmiana ciśnienia wynika ze wzrostu prędkości możemy wyznaczyć z równania Bernouliego które opisuje zach, się płynu nie lepkiego i nieściśliwego w przepływie ustalonym, przy pominięciu sił masowych ½*pv^2 +p=const. Wzrost prędkości spowoduje spadek ciśnienia i powstanie siły ssącej. Podział akwenów manewrowych –akwen nieograniczony-brak wpływu dna i brzegów na ruch statku. b>= 30B, h>= 20 T Płytkowodzie brak wpływu brzeg na ruch statku. b>30 B, h<4T wyraźny wpływ dna dla h<2,5T Kanał wpływ brzegu i dna na ruch statku b<10B, h<4T, wyrażny wpływ dna gdy h<2,5T Pogłębiony tor wodny- wpływ brzegów i dna b>=30B, h<2T Fala poprzeczna wygenerowana na pow wody jest nazwana falą grawitacyjną ponieważ jej istnienie uwarunkowane jest polem grawitacyjnym. Na wodzie płytkiej v fali zależy od gł. Wody c^2=gh Prędkość st odpowiadajęcej V fali płytkowodz, nazywamy predkością krytyczną Vkr=gh Prędkośc mniejsza od krytycznej nazywana jest podkrytyczną większą nadkrytyczną. Opływ kadłuba statku- statki poruszają się w wodzie i w powietrzu- dwóch ośrodkach będących płynami o różnych właściwościach. Ich oddziaływanie na statek nie jest więc jednakowe. Właściwości ośrodka w jakim porusza się statek rozpatruje się uwzględniając rozmiar statku i jego elementów takich jak: pędniki, stery czy płaty nośne oraz zakresy prędkości z jakimi się one poruszają. Podstawową wł. Fizyczną wody i powietrza która wpływa na charakterystyki dynamiczne jest gęstość. Gw= 1000 kg/m3 gp= 1,29 kg/m3 Dlatego przy takich samych warunkach opływu siły oddziaływujące wody są znacznie większe. Dla Wody b. Istotne wł. Stanowią: lepkość, ciśnienie parowania, rozpuszczalnośc gazów w wodzie. Lepkość nazywana jest również tarciem wewnętrznym. Jeżeli pole prędkości wzdłuż pewnego kierunku ruchu jest nierównomierne występuje wówczas poprzeczny transport pędu pomiędzy warstwami płynu o różnej prędkości. Jest on przyczyną występowania naprężeń ściernych. Prędkość wzdłuż płynu na powierzchni opływalnych ciał ze wzg. na własność przylegania, jest równa zeru. Podczas holowania cienkiej płaskiej płyty na pow. Wody z małą prędkością jedyną siłą hamującą jej ruch jest siła... Dynamiczny wsp. lepkości współczynnik propocjonalności występujący w funkcji opisującej naprężenia ścinające. ...................... Wartość kinematycznego współczynnika lepkości w temp 20C wynosi dla wody 1,0E-6 dla powietrza 0,15E-4. Płyn w spoczynku lub poruszający się ruchem jednostajnym lub tak jak ciało sztywne zachowuje się jak płyn pozbawiony lepkości. Dlatego w niektórych przypadkach wody można traktować jak płyn nielepki. Ciśnienie parowania oraz rozpuszczalności gazów w wodzie decyduje o powstaniu zjawiska kawitacji. Kawitacją nazywane jest zjawisko powst. w cieczy obszarów nieciągłości wypełnianych parą lub gazem w wyniku spadku ciśnienie poniżej wartości krytycznej. Lokalny spadek ciśnienia może być spowodowany wzrostem prędkości cieczy. Warunkiem występowania kawitacji w wybranym obszarze jest przemienne pole ciśnienia. –spadek ciśnienia do wartości krytycznej a następnie wzrost. FAZA KAWITACJI mogą się rozwijać różne formy kawitacji. Występowanie kawitacji pęcherzyków wiąże się z EROZJĄ KAWITACYJNĄ. Kawerny kawitacjne które przemieszczają się do rejonów podwyższonego ciśnienia ulegają implozji i powstają fale hydrodynamiczne. Skutkiem kawitacj obok erozji jest również hałas oraz drgania wywołane przez zmiany ciśnienia od okresowo powstających i zanikających kaweru kawitacyjnych. Do opisu stanu wody i powietrza w danym punkcie przyjmuje się wieć następująca parametry V, gęstość kg/m3 ,ciśnienie Pa, temp. Do opisu własciwości transportu pędu płynu przyjmuje się dynamiczny współczynnik lepkości. W praktyce do opisu zjawisk zachodzących w płynie używa się tak zwanych liczb kryterialnych wyrażających kryteria podobieństwa przepływów. Liczba Strouhala (SH) i liczba Froude’a wyraża stosunek siły bezwładności do siły masowej lub stosunek dwóch prędkości.-dla statku o dł L pływającego na wodzie głębokiej Fr=V/g*L - w wodzie o głębokości h Fr=V/g*h. Liczba Eulera Eu Liczba Reynoldsa Re= *L/V gdzie -ni-lepkość kinematyczna, L-dł statku, V prędkośc statku. Liczba ta wyraża stosunek sił bezwładności do sił lepkości. Stosowanymi modelami płynów są płyn idealny, płyn lepoki, nieściśliwy. Przy dostatecznie dużym wzroście ciśnienia woda w warstwie przyściennej ulega zahamowaniu i porusza się wolniej od warstwy zewnętrznej, W punkcie A cząsteczki wody w warstwie przyściennej zaczynają poruszać się wstecz pomimo że przepływ w warstwie zewnetrznej nie zmienia kierunku. W wyniku zmiany rozkładu predkości w warstwie przyściennej linie prądu odalają się do powierzchni ciała i następuje oderwanie warstwy przyściennej. Zewnętrzne strugi wody unoszą oderwaną masę wody i tworzy się wir, który odpływa uniesionym prądem wody. Oderwanie warstwy przyściennej zmienia obraz odpływu.Grubość przyściennej warstwy zmienia się od kilku cząsteczek na dziobie do około 1m na rufie. Stałemu tworzeniu się nowych wirów odpowiada zgodnie z zasadą zachowania energi wzrost oporu BADANIA MODELOWE- polegają na tym że poprzez obserwacje zjawisk i pomiar charak. Wielkości na modelu wnioskuje się o ilościowym i jakościowym przebiegu tych zjawissk w naturze. W odniesieniu do badan oporu mierzonym wielk są prędkości modelu Vm i opór całkowity Rtm. Badania modelowe przeprowadza się w basenach holowniczych. Podst. Badań modelowych jest teoria podobieństwa mechanicznego aby zjawistka przebiegały podobnie mech musi byćzachowanie podobieństw kinematycznego, geometrycznego i dynamicznego. Podobieństwo geometr oznacza że wszystkie wymiary statku i modelu pozostają do siebie w stałym stosunku. Podobieństwo kinematyczne opływu oznacza że obraz opływu statku jest podobny do opływu modelu. W opdpowiadajacych sobie punktach na modelu i statku muszą mieć taki sam kierunek i zwrot a ich stosunkki muszą być wielkością stałą. PODOBIEŃSTWO DYNAMICZNE sił zachodzi wówczas gdy stosunek sił działających na odp sobie cząstki wody przy statku i przy modelu jest stały. Podob dynamiczne zależy od rodzaju wstepuj sił przy badaniach modelowych oporu rozp są siły grawitacyjne bezwładności i lepkości. Badania modelowe metody numerycznej mechaniki płynów(computational Fluid Dynamisc) Podstawą metod CFD są równania ruchu płynu w postaci równań zachowania masy prądu i energi. Dla wszystkich rodzajów przepływów(laminarnych i tufbulentnych) rozwiązane są równania ciągłości przepływu i zasada zach pędu. Zasadę zach. Pędu dla płynu wyraża RÓWNANIE NAVIERA-STOKESA. Wymienione wyżej równania opisujące przepływ są równaniami różniczkowymi cząstkowymi w których zmienne niezależne stanowią współ. Rozpatrywanego p-ktu oraz czasu. Można z nich wyznaczyć rozkłady chwilowych wartości zmiennych zależnych składowe wartości wektora prędkości i ciśnienia. Dla przepływów trójwymiarowych stosowana jest metoda objętości skończonej. FYM(Finitive Volume Method) Polega ona na przyjęciu siatki dyskretyzacji dzięki czemu możliwa jest dyskretyzacja zmiennych. Podst. Rodzaje siatek stanowią siatki kartezjańskie, hextedralna, tetrachedralna, piramidalna oraz pentakedralna. Istotny dla dokładności obliczeń jest zarówno wybór siatki jak i jej gęstości. W obszarach o większej intensywności przepływu lub występowania nieciągłości siatki są zwykle zagęszczane. Programy CFD umożliwiają dokowania analiz upływu siatki na jakość wyników. Ze wzgl. Na możliwości obliczeniowe komputera dla przepływów turbulencyjnych wprowadza się odp. Modele turbulencyjne. LES( large eddy simulation) oraz Rans równania nawlera-stokesa z uśrednieniem reynoldsa wraz z odpowiednim modelem. Wyniki obliczeń można także obserwować w postaci prezentacji graficznej w dowolnej chwili czasu co daje przejrzysty obraz zach zjawisk. ZAPASY WODY POD STĘPKĄ dokładność głębokości pomiaru, dokładność robót czerpalnych, ruchy dna akwenu, zmiany gł wody, dokładność pomiarów echosondy, zmiany zanurzenia statku: zużycie zapasów wynikające z wymiany wód balastowych wpływ gęstości wody , odkształcenia kadłuba(strzałka ugięcia) osiadanie statku – wzrost zanurzenia w wyniku siły ssącej.... Dla akwenów osł. Od falowania minimalny zapas wody pod stępką powinniśmy mieć 10% zanurzenia st. Wewnętrzne formy podejścia 15% otwarte wody 20% Zjawiska związane z ruchem statku na płytkiej wodzie wzrost fali dziobowej, spadek prędkości st dla takiej samej mocy napędu, wzrost oporu, spadek obrotów śruby, pojawienie się drgań, opóźnienie reakcji statku przy manewrowaniu, osiadanie. Interpretacje zachowania się statku w oparciu o model płynu idealnego stosujemy w przypadku ruchu statku na płytkiej wodzie oraz w pobliżu innych obiektów stałych lub ruchomych. Z równania ciągłości wynika- ilość wody wpływającej = ilość wody wypływającej. Oznacza to że przy zmniejszeniu przekroju hydraulicznego zwiększa się prędkość przepływu. Zmiana ciśnienia wynika ze wzrostu prędkości możemy wyznaczyć z równania Bernouliego które opisuje zach, się płynu nie lepkiego i nieściśliwego w przepływie ustalonym, przy pominięciu sił masowych ½*pv^2 +p=const. Wzrost prędkości spowoduje spadek ciśnienia i powstanie siły ssącej. Podział akwenów manewrowych –akwen nieograniczony-brak wpływu dna i brzegów na ruch statku. b>= 30B, h>= 20 T Płytkowodzie brak wpływu brzeg na ruch statku. b>30 B, h<4T wyraźny wpływ dna dla h<2,5T Kanał wpływ brzegu i dna na ruch statku b<10B, h<4T, wyrażny wpływ dna gdy h<2,5T Pogłębiony tor wodnywpływ brzegów i dna b>=30B, h<2T Fala poprzeczna wygenerowana na pow wody jest nazwana falą grawitacyjną ponieważ jej istnienie uwarunkowane jest polem grawitacyjnym. Na wodzie płytkiej v fali zależy od gł. Wody c^2=gh Prędkość st odpowiadajęcej V fali płytkowodz, nazywamy predkością krytyczną Vkr=gh Prędkośc mniejsza od krytycznej nazywana jest podkrytyczną większą nadkrytyczną. Plik z chomika: boyler123 Inne pliki z tego folderu: 20070002+.jpg (19 KB) CW1.XLS (8 KB) CW11.XLS (5 KB) m-1-1lab.xls (116 KB) m-3lab.xls (57 KB) Inne foldery tego chomika: Zgłoś jeśli naruszono regulamin Strona główna Aktualności Kontakt Dział Pomocy Opinie Regulamin serwisu Polityka prywatności Copyright © 2012 Chomikuj.pl Berthing.exe Manewry Mielizna
