61 Ch ơng7 Cácph ơngphápgầnđúng để tínhlựccảncủa n ớc đốivớichuyển độngcủatàu Việcxácđịnhlựccảnbằngcáchtínhchuyểntừcácsốliệuthử mô hìnhchỉ có thể thựchiện đ ợcnếunh có bảnvẽtuyếnhình.Từtr ớctớinayng ờita đãápdụng rộngrãicácph ơngpháptínhgầnđúnglựccảnphù hợpchotừngkiểutàuvàđạt đ ợc độ chính xác t ơng đối cao. Tấtcảcácph ơngphápgầnđúng đều đ ợcdựavàocácsốliệuthí nghiệmmô hìnhtrongcácbểthử.Khihìnhdángcủacontàucầntínhlựccảntrùngvớihìnhdáng củamôhìnhthì cácph ơngpháptínhgầnđúngcoilàđủ chínhxác. Để xâydựngcác đồ thị phụcvụchoviệctínhtoánlựccảnítkhing ờitasửdụngcácsốliệuthử tàu thực vì cácsốliệu đó th ờngkhôngcóhệthốngvàtrongnhiềutr ờng hợp cũng không đ ợc chínhxác. Nhữngph ơngpháp đạtkếtquả caonhấtlànhữngph ơngpháp đ ợcxâydựng theocácđợtthử hàngloạtcóhệthốngphù hợpvớicácchếđộ củadòngbaothântàu thựcvà mô hình. Để chế tạomộtloạtmôhìnhmàcácthôngsốkíchth ớchìnhdángcủanó đ ợc thay đổi có hệ thống, đ ợc phân thành hai bài toán sau: -Bàitoánthứ nhất:Chế tạomộtloạtmôhình,màcácyếutốchínhcủatuyếnhình thay đổitrongmộtgiớihạnrộng. Đôikhing ờitadùngkếtquả cuốicùngtrongquá trìnhthử mộtvàiloạtkhôngcóhệthống để lập đồ thị hoặccáccôngthứctínhtoán. Đôikhicácđồ thị nàychophép đánhgiá đ ợckháchquanlựccảncủatàu,nh nglại khôngtiệnlợiđể đ aracáckhuyếnnghịđể thay đổihìnhdángcủatàu.Cácph ơng pháp này là các đồ thị hoặc công thức tính của , -Bàitoánthứ hai:Khichế tạomôhìnhthử ng ờita đề cậptớicácsốliệu,mà ng ờichế tạokhôngnhữngdựavàođóđể tínhlựccản,màcònđánhgiá đ ợc ảnh h ởngcủasựthay đổicủatuyếnhìnhtớilựccảnđó,cũngnh để sử dụngcáctuyến hìnhtối ucóhìnhdángthântàutốtnhất.Việcthiếtkếvàchế tạoloạtmôhình đó là nhữngcôngviệchếtsứcquantrọng.Khi đóngmớimộtloạtmôhìnhng ờitachỉ quan tâmtớimộtvàicácthôngsốdễthay đổicóhệthống,màcácảnh h ởngcủachúngcần đ ợcnghiêncứu,vàcácđặctínhcònlạisẽkhôngcầnđếnvìcoichúng ảnh h ởng không đáng kể tới lực cản. Cácph ơngphápgầnđúngdùng để tínhlựccảncóthể phânthànhbanhómsau đây: -Tính lực cản toàn bộ -Tính lực cản d -Tính chuyển lực cản từ tàu mẫu. *Cácph ơngpháptínhlựccảncủanhómthứ nhấtcơbảnítchínhxác,vìkhixây dựngmôhìnhthử khóđểýđến ảnh h ởng đồngthờicủacácsốRevàFr đốivớilực 62 cảnkhicácsốđó thay đổitronggiớihạnrộng. Đasốcácph ơngphápcủanhómnày đềuxâydựngtheodạngtínhcôngsuấtkéocủatàu,mànóliênquantớilựccảnbằng côngthức: P E = R x .v.Nguờitachorằng C R =f(Fr) điềunàymanglạisaisóttrongtính toán. *Cácph ơngphápcủanhómthứ haicóđộ chínhxáctínhtoáncaohơn.Việctính lực cản ma sát, ảnh h ởng của độ nhám, phần nhô đ ợc coi là chính xác. *Cácph ơngphápcủanhómthứ balàtínhchuyểnlựccảnvàcôngsuấtkéocủa tàu theo số liệu của tàu mẫu, tiện sử dụng trong thiết kế ban đầu. Khixâydựngcácph ơngphápgầnđúngtínhlựccản d ,cũngnh khitính chuyểnkếtquả thử mô hình,ng ờitagiả thiếtrằng:hệsốlựccản d củacáctàuđồng dạng hình học đều bằng nhau. Khi các trị số Fr bằng nhau: C RH = C RM khi Fr H = Fr M . Cácph ơngpháp đ ợccoilàgầnđúng,bởivìtàukhônghoàntoàn đồngdạng hình họcvớimôhình,màcácsốliệucủanólại đ ợclâylàmcơsởcủaph ơngpháp.Nh vậy chỉ xác định đ ợc sự phù hợp chỉ theo vài thông số chính. C R = f(Fr) hoặc R R /D = f(Fr) Trong đó C R = (R R /D)(2/Fr 2 )(V/L) (7.2.1) Cáchệsốlựccản d củatàutìmtrựctiếptheocácđồ thị tínhtoánhoặccôngthức tính (6.2.1) Nếuchọn đúngph ơngpháptínhtoántacóthểđạt đ ợc độ chínhxáccaonhấtkhi xác định lực cản d . Ng ờitakhôngcầnđếncácđồ thị hoặccáccôngthứchồiquy để xác địnhlựccản toànbộhoặclựccản d nếucócácsốliệu đảmbảovềlựccảngầnvớihìnhdạngcủa tàumẫu.Tuynhiênkhôngphảilúcnàocũngchọn đ ợchìnhdạngvàkíchth ớctàu mẫu sátvới tàu thiết kế. *Ph ơng pháp hải quân. Việctínhchuyểncôngsuấtkéotheoph ơngpháphệsốhảiquânlàđơngiảnnhất. Bảnchấtcủaph ơngphápnàylàdựavàosựbằngnhaucủahaihệsố C E củatàu đ ợc thiết kế và tàu mẫu. Khi các số Fr của chúng bằng nhau, nghĩa là: C E = C Emẫu khi Fr = Fr mẫu (7.3.1) Giả thiếtnàycàng đúngkhicácyếutốcủatuyếnhìnhcủahaitàu,cũngnh các kích th ớc của chúng càng gần nhau. Xét đếncôngthức P E = v s 3 D 2/3 /C E và giả thiếttrêntacócôngthứctínhcôngsuất kéo của tàu: P E = P Emẫu (v s /v smẫu ) 3 (D/D mẫu ) 2/3 (7.3.2) Với điều kiện v s = v smẫu mẫu LL/ (L/L mẫu ) 2/3 = (D/D mẫu ) 1/2 Thì công suất kéo sẽ có dạng: P E = P Emẫu (D/D mẫu ) 7/6 (7.3.3) 63 *Tính chuyển lực cản d từ các số liệu của tàu mẫu. Tínhchuyển R R từ cácsốliệucủatàumẫutrongnhiềutr ờnghợpchokếtquả cao hơn các ph ơng pháp dùng đồ thị. Côngthức(7.2.1)vẫncóthể đ ợc ápdụng để tínhchuyểnlựccản d đơnvịcho ph ơng pháp này nếu Fr = Fr mẫu . Giả thiếtrằng:VớiFr đã chothì C R là hàmcủacácthôngsố i đặctr ngchohình dáng của thân tàu: C R ( 1 , 2 , , i ) (7.3.4) Khixétảnh h ởngcủasựbiếnthiên i củacácthôngsốđó có thể sử dụngcông thứcTaylor cho hàm nhiều biến. Ví dụ: Nếu biểu thức gồm hai thông số thì: 2 2 2 2 R 2 21 21 R 2 2 1 2 1 R 2 2 2 R 1 1 R R CC 2 C 2 1 CC CC Rmẫu (7.3.5) Chocác l ợngbiếnthiêncủatuyếnhìnhlàbévàbỏquacácsốhạngchứa i có bậc cao hơn một và các tích của chúng ta có công thức chung: C R = C Rmẫu + i i R C (7.3.6) Trong đó: C Rmẫu - hệ số lực cản d của tàu mẫu i i R C - l ợnghiệuchỉnhxétđến l ợngbiếnthiêncủa C R theothôngsốthứ i đặc tr ng cho tuyến hình khi Fr = const. Các thông số i có thể là L/B,B/T, , hình dáng s ờn (U,V), Ph ơng pháp thứ hai của đ a ra công thức xác định: C R = C Rmẫu k 1 k 2 k 3 (7.3.7) Trong đó: k i - các hệ số ảnh h ởng. 64 . cản toàn bộ -Tính lực cản d -Tính chuyển lực cản từ tàu mẫu. *Cácph ơngpháptínhlựccảncủanhómthứ nhấtcơbảnítchínhxác,vìkhixây dựngmôhìnhthử khóđểýđến ảnh h ởng đồngthờicủacácsốRevàFr đốivớilực 62 cảnkhicácsốđó. 61 Ch ơng7 Cácph ơngphápgầnđúng để tínhlựccảncủa n ớc đốivớichuyển độngcủatàu Việcxácđịnhlựccảnbằngcáchtínhchuyểntừcácsốliệuthử mô hìnhchỉ có thể thựchiện. ơngphápcủanhómthứ haicóđộ chínhxáctínhtoáncaohơn.Việctính lực cản ma sát, ảnh h ởng của độ nhám, phần nhô đ ợc coi là chính xác. *Cácph ơngphápcủanhómthứ balàtínhchuyểnlựccảnvàcôngsuấtkéocủa tàu