Определение возмущающих сил

ЛАГОМ К ВОЛНЕНИЮ

ЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ КАЧКИ КОРАБЛЯ, СТОЯЩЕГО

Связь между координатами в системах 0⁰x⁰h⁰z⁰ и 0xhz записывается в

виде:

(3.21)

Поэтому выражение для волновой поверхности в системе координат 0xhz можно переписать как

, (3.22)

а выражение для угла волнового склона -

, (3.23)

или

; (3.24)

. (3.25)

В этих выражениях введена кажущаяся частота волны

. (3.26)

В ней учитывается влияние скорости хода и курсового угла. Именно с такой частотой набегающее волнение и будет действовать на корабль.

Аналогичным образом,

. (3.27)

Полунеподвижная система координат 0xhz и система координат Gxyz свя-заны между собою через перемещения корабля при качке. В рамках линейной теории характеристики волнения, в частности, величина k = ,и характе-ристики качки корабля – малые первого порядка, поэтому с точностью до малых 2-го порядка можно считать, что . Тогда вы-ражения (3.24) - (3.26) перепишутся в виде:

(3.28)

Выражения (3.28) дают возможность определять действующие на корабль возмущающие силы при набегании волнения под произвольным курсовым углом.

Рассмотрим корабль, стоящий лагом к волнению, причем волны будут набегать с правого борта. В этом случае и

(3.29)

Для корабля, ширина и осадка которого сравнимы с длиной волны, выра-жения и в пределах ширины В и осадки Т будут иметь конечное значение, а величины в пределах ширины и осадки будут переменными. Будет виден профиль волны, а волновая добавка в давлении будет зависеть от глубины. Такой корабль называется кораблем конечных размеров.

Если и , корабль называется кораблем бесконечно малых размеров (как мы видим, для такого корабля ширина и осадка малы по сравнению с длиной волны). При этом выражения (3.29) упростятся и будут иметь вид:

(3.30)

,

т.е. волновая поверхность в пределах ширины остается плоской, а давление не меняется с глубиной (рис. 3.6 и 3.7). Корабль уподобляется частице воды и участвует в волновом движении как частица воды. Такой подход был предло-жен впервые Фрудом в 19-м веке.

Дата добавления: 2015-07-02