Дрейф и движение против волн судна с жестко закрепленной на корпусе пластиной-волнодвижителемтезисы доклада

Работа с тезисами доклада


[1] Дрейф и движение против волн судна с жестко закрепленной на корпусе пластиной-волнодвижителем / А. К. Такмазьян, В. В. Прокофьев, С. А. Очеретяный, Е. В. Филатов // VIII Международная конференция Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике посвященная 115-летию академика М.А.Лаврентьева 7-11 сентября 2015 г. Тезисы докладов. — 2015. — С. 162–162. Идея использования энергии морских волн для движения судов возникла в конце 19 века. В середине 30-х годов XX века профессором Ленинградского кораблестроительного института Г.Е. Павленко была высказана и математически обоснована идея использования энергии качки для движения судна. В качестве движителей предлагалось использовать жесткие поворачивающиеся крылья, установленные вдоль бортов в подводной части корпуса судна. В настоящее время известно много схем и конструкций волновых движителей, использующих этот принцип. Существенное отличие обсуждаемого в докладе волнового движителя в том, что механизм создания силы тяги не связан с качкой, а лишь с взаимодействием волн с элементами конструкции судна. Отправной точкой исследования явилась работа профессора МГУ Ю.Л. Якимова, где описана идея использования импульса падающей жидкости при опрокидывании морских волн для движения судна. В настоящей работе в качестве модели движителя используется погруженная в жидкость наклонная пластина, жестко скрепленная с корпусом судна. На первом этапе исследовалась пластина, закрепленная на свободно перемещающейся вдоль волнового канала тележке. На втором была построена модель судна-катамарана, оснащенная наклонной пластиной, установленной между корпусами. Большая длина корпусов обеспечивала отсутствие килевой качки, при этом, в отличие от тележки, имела место вертикальная качка, вызванная взаимодействием волн с пластиной. Параметры пластины, угол наклона, длина пластины, вертикальное положение относительно поверхности воды варьировались. Опыты показали, что в большом диапазоне параметров имеет место эффект движения судна против волн, причем средняя скорость немонотонно зависит от длины волн: имеются максимум и минимум, зависящие от параметров. Имеется оптимальное заглубление пластины-волнодвижителя, при котором скорость движения против волн максимальна. При возвышении кромки пластины над уровнем невозмущенной поверхности жидкости скорость судна меняет знак. Здесь имеется область гистерезиса: направление движения зависит от начальной скорости модели. Для волн оптимальной длины, обеспечивающей максимум средней скорости движения против волн, измеренные модули скорости движения по волнам и против волн примерно одинаковы и близки по величине скорость жидкости на поверхности жидкости в волновом движении, что может служить подтверждением эффективности волнодвижителя. Все наблюдаемые в эксперименте эффекты, включая эффект гистерезиса, получены также и в численном моделировании, проведенном в пакете XFlow, в решателе которого используется бессеточный метод решетки Больцмана. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 13-08-00413).

Публикация в формате сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл сохранить в файл скрыть