Nghiên cứu phát triển mô hình toán học thích ứng việc mô phỏng chuyển động tàu nhiều loại thiết bị đẩy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH ĐỖ THÀNH SEN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH TỐN HỌC THÍCH ỨNG VIỆC MƠ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG TÀU NHIỀU LOẠI THIẾT BỊ ĐẨY Chuyên ngành : Khoa học Hàng hải Mã số : 9840106 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học : PGS, TS Trần Cảnh Vinh TP HCM - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH ĐỖ THÀNH SEN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH TỐN HỌC THÍCH ỨNG VIỆC MƠ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG TÀU NHIỀU LOẠI THIẾT BỊ ĐẨY Chuyên ngành : Khoa học Hàng hải Mã số : 9840106 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học : PGS, TS Trần Cảnh Vinh TP HCM - 2018 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án tiến sĩ “Nghiên cứu phát triển mơ hình tốn học thích ứng việc mô chuyển động tàu nhiều thiết bị đẩy” cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng Các số liệu tài liệu luận án trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Tất tham khảo kế thừa trích dẫn tham chiếu đầy đủ Nghiên cứu sinh Đỗ Thành Sen LỜI CẢM ƠN Tác giả luận án xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, Viện Sau đại học khoa Hàng hải trường cho phép tạo điều kiện cho tác giả thực luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn khoa học : PGS TS Trần Cảnh Vinh tâm huyết tận tình định hướng, hướng dẫn giúp nghiên cứu sinh hồn thành luận án mục tiêu tiến độ đề Tác giả xin chân thành cảm ơn tất thầy cô tham gia phản biện hội đồng bảo vệ tổng quan, bảo vệ chuyên đề gúp nghiên cứu sinh làm sáng tỏ vấn đề từ có hướng nghiên cứu trọng tâm để hoàn thành nội dung nghiên cứu luận án Tác giả xin cảm ơn Trung tâm Đào tạo Nguồn nhân lực hàng hải (UT-STC), Trung tâm Mô hàng hải Maritime Centres of Excellence (Simwave), Hà Lan, Hãng sản xuất mô Kongsberg, Na Uy tổ chức liên quan cho phép tiếp cận hỗ trợ trang trang thiết bị mô cần thiết giúp nghiên cứu sinh ứng dụng nghiên cứu, xây dựng đánh giá mơ hình tốn mơ tàu Cuối tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè ln động viên, khuyến khích, tạo điều kiện cho tác giả suốt thời gian nghiên cứu để hoàn thành luận án TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng năm 2018 Tác giả luận án Đỗ Thành Sen iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ x DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương tiện nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học-thực tiễn tính Kết cấu luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu mơ hình tốn học chuyển động tàu 1.2 Tình hình tổng quan nghiên cứu xác định thành phần cụ thể cấu thành phương trình chuyển động tổng quát 1.2.1 Thành phần khối lượng tổng quát, hệ số lực Coriolis tàu 1.2.2 Thành phần khối lượng tổng quát hệ số lực Corolis lượng nước kèm 1.2.3 Thành phần lực cản 1.2.4 Thành phần lực thủy tĩnh 1.2.5 Thành phần lực tác động 1.3 Kết luận chương 10 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH TỐN CHUYỂN ĐỘNG TÀU 11 2.1 Cơ sở lý thuyết ban đầu 11 2.2 Xác định thành phần khối lượng nước kèm 14 iv 2.2.1 Hướng tiếp cận vấn đề 14 2.2.2 Phương pháp xác định khối lượng nước kèm 15 2.2.3 Kết tổng hợp tính tốn khối lượng nước kèm 22 2.2.4 Ma trận hệ số lực Coriolis 23 2.3 Xác định thành phần lực cản 24 2.3.1 Hướng tiếp cận vấn đề 24 2.3.2 Tác động dòng chảy đến chuyển động tàu 26 2.3.3 Phương pháp thiết lập công thức tính lực cản 26 2.3.4 Hệ số lực cản 27 2.3.5 Phân tích thành phần vận tốc 29 2.3.6 Tổng hợp vận tốc theo chiều chuyển động 34 2.3.7 Thiết lập cơng thức tính lực cản 34 2.4 Xây dựng mô hình tổng hợp lực tác động 42 2.4.1 Thiết lập mơ hình tổng hợp lực tổng quát 42 2.4.2 Xác định thành phần lực cụ thể 46 2.5 Kết luận chương 70 CHƯƠNG THIẾT LẬP THUẬT TỐN VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 73 3.1 Mở đầu 73 3.2 Thuật tốn mơ 73 3.2.1 Phương trình vi phân chuyển động bậc tự 73 3.2.2 Xác định hệ số phương trình vi phân chuyển động 73 3.2.3 Mơ hình tổng hợp lực 75 3.2.4 Thành phần hệ số thủy động không thứ nguyên 77 3.2.5 Phương trình tham số chuyển động theo thời gian 78 3.2.6 Thuật tốn mơ chuyển động 80 3.3 Xây dựng phần mềm mô 84 3.3.1 Lập trình mô chuyển động tàu 84 3.3.2 Các giao diện phần mềm 84 3.4 Kết luận chương 87 v CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH TỐN 88 4.1 Mơ hình tàu mẫu 88 4.2 Đánh giá kết khai triển tuyến hình tàu 88 4.3 Đánh giá phương pháp tính toán khối lượng nước kèm tổng quát 93 4.4 Đánh giá phương pháp tính tốn hệ số lực cản 95 4.5 Đánh giá phương pháp tổng hợp lực mơ hình tốn tổng hợp 99 4.6 Kết luận chương 106 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 107 KẾT LUẬN 107 ĐỀ XUẤT 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 PHỤ LỤC TỔNG HỢP CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ PHỤ LỤC THUẬT TOÁN MATLAB vi DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, KÝ HIỆU Định nghĩa: Kinetic Energy Động Chân vịt Chân vịt quay 360o quanh trục, hay gọi chân vịt Azimuth ASD - Azimuth Stern Drive, Z Driver, Z-type Voith Schneider Chân vịt Voith Schneider, chân vịt tổ hợp nhiều cánh thẳng đứng bố trí vòng tròn quay quanh trục Bước cánh máy tính tốn điều chỉnh thơng qua cấu phân phối tự động để tạo lực tổng hợp giúp tàu tịnh tiến theo hướng mong muốn Khối lượng Khối lượng lượng nước chuyển động theo tàu tăng hay nước kèm – giảm tốc (added mass) added mass Mơ men qn Mơ men qn tính bổ sung khối lượng nước kèm chuyển tính nước kèm – động xoay theo tàu tăng hay giảm tốc (added moment of added moment inertia) of inertia Lực thủy động - Lực sinh tác động đến phần chìm vỏ tàu tàu có gia Hydrodynamic tốc vận tốc, bao gồm: khối lượng nước kèm (added mass), forces lực Coriolis lực cản (damping) Lực thủy tĩnh - Bao gồm thành phần trọng lượng tàu (gravity) lực hồi phục Hydrostatic (restore forces, spring forces) forces Bậc tự do: Surge sway heave Roll pitch yaw u Chuyển động dọc - dọc trục Ox, u Chuyển động ngang - dọc trục Oy, v Chuyển động theo chiều đứng - dọc trục Oz, w Lắc ngang – xoay quanh trục Ox, ϕ Bổ dọc – xoay quanh trục Oy, θ Đảo lái – xoay quanh trục Oz, ѱ Vận tốc chuyển động dọc trục Ox, surging Vận tốc: v Vận tốc tịnh tiến dọc trục Oy, swaying vii w p q r Góc xoay Euler: ϕ θ ѱ Thơng số chung: A AL AP Ab D m g0 Vận tốc tịnh tiến dọc trục Oz, heaving Vận tốc lắc ngang, rolling Vận tốc bổ dọc, pitching Vận tốc chuyển hướng, yawing Góc nghiêng ngang, rolling Góc chúi, pitching Hướng mũi tàu, yawing Diện tích Diện tích hình chiếu mặt ướt lên trục xz Diện tích hình chiếu mặt ướt lên trục xy Diện tích hình chiếu mặt ướt lên trục xy Lượng giãn nước tàu Khối lượng tàu Trọng lượng tàu mij Thành phần khối lượng hay mô men quán tính kèm theo chiều i gia tốc j gây  Tỉ trọng nước I Mô men quán tính s Diện tích α,  Góc dạt tàu (drift angle) δ Góc bẻ lái φ Động (Kinetic energy) σi γi A0 Ae Ad n D P, H EAR Va 𝑉 𝜂 Z x ,y ,z 𝜌 𝜔, 𝜔 𝑑2𝑏 Góc xoay mặt phẳng oyz ngoại lực Fi Góc nghiêng mặt phẳng oyz ngoại lực Fi Diện tích mặt đĩa chân vịt Diện tích mặt trải cánh chân vịt Diện tích triển khai cánh chân vịt Vận tốc vòng xoay chân vịt Đường kính chân vịt Bước chân vịt Tỉ số diện tích mở rộng cánh chân vịt (Expanded Area Ratio) Tốc độ tiến chân vịt (tốc độ không rối) Vận tốc tàu Hiệu suất chân vịt Số cánh chân vịt Cánh tay đòn trục x, y, z bánh lái thứ i Tỉ trọng khơng khí Tần số sóng Khoảng cách từ tàu đến bờ viii Vận tốc hiệu dụng 𝑉 Hệ số: KT , KT’ KQ , KQ’ J, J’ 𝐶∗ 𝐶∗ 𝐶∗ 𝐶 ,𝐶 𝜆, 𝜉 w Rn Fr Lực mô men: X Y Z K M N T, Tp Q Tn Hệ số lực đẩy chân vịt Hệ số mô men xoắn chân vịt Hệ số tiến Hệ số lực đẩy chân vịt Hệ số mô men xoắn chân vịt Hệ số lực đẩy ống đạo lưu hệ số lực cản, hệ số lực nâng theo chiều x, y bánh lái i Hệ số Số Wake Số Renault Số Froude Lực theo phương dọc Ox Lực theo phương ngang Oy Lực theo phương ngang Oz Mô men xoay ngang quanh Ox Mô men xoay dọc quanh Oy Mô men chuyển hướng quanh Oz Lực đẩy chân vịt Mô men xoắn chân vịt Lực đẩy ống đạo lưu Ma trận: M MS MA C(v) CS(v) CA(v) D(v) D Dn(v) g(η) f f() fr fp fcu fwi ma trận quán tính hệ vật thể (bao gồm khối lượng kèm) ma trận khối lượng mô men quán tính tàu ma trận khối lượng kèm (added masses) ma trận hệ số lực Coriolis ma trận hệ số lực Coriolis tàu ma trận hệ số lực Coriolis khối lượng kèm ma trận hệ số lực cản ma trận hệ số lực cản tuyến tính ma trận hệ số lực cản phi tuyến ma trận lực mô men hồi phục ma trận lực tác động ma trận lực hồi phục ma trận lực bánh lái ma trận lực chân vịt ma trận lực tác động dòng chảy ma trận lực tác động gió 103 q (deg) -1.0 -1.0 -1.1 -1.1 -1.2 -1.2 100 200 300 t (s) 400 Hình 4.26 Đồ thị hiển thị tốc độ bổ dọc (q) tàu quay trở Hd (deg) 100 100 0 -100 -100 100 200 300 400 t (s) Hình 4.27 Đồ thị hiển thị hướng tàu (Hd) quay trở Ở trạng thái quay trở, phương trình vi phân trạng thái chịu tác động đồng thời lực quán tính, lực cản nước lực đẩy bẻ lái hệ chân vịt – bánh lái Các thông thông số quay trở tàu cho thấy tác động bổ sung hợp lý hệ động lực đẩy lực bẻ lái chân vịt đến tàu chuyển động Các thông số quay trở mô Matlab phù hợp với thông số hồ sơ tàu [78, 80] Điều cho thấy, mơ hình tốn chuyển động tàu phát triển mơ tả tương đối xác trạng chuyển động tàu bậc tự Khi có thành phần lực tác động từ bên ngồi, thành phần lực coi lực đơn để tính tốn bổ sung vào phương trình 104 thời điểm định Trong phạm vi nghiên cứu, tác động đơn lẽ chân vịt mũi với cường độ hướng định coi thành phần lực đơn để xem xét theo hướng tiếp cận Phần thử nghiệm tác động chân vịt mũi cho thông tin đánh giá tác động lực đơn vào chuyển động tàu Bảng 4.7 Bảng thông số chuyển động tàu đẩy chân vịt mũi Thông số đo Công xuất chân vịt mũi Hướng chân vịt (hướng lực) Tọa độ chân vịt (điểm đặt lực): x, y, z Tốc độ dọc ban đầu Tốc độ ngang ban đầu Thời gian thực Tốc độ dọc cuối Tốc độ ngang cuối Hướng thay đổi Tốc độ quay trở (ROT) Đơn vị KW Deg m knt knt s knt knt deg Deg/m Giá trị 3000 90 136.8, 0, 3.8 0 120 -2 4.1 122 118 Hình 4.28 Đồ giải chuyển động tàu đẩy chân vị mũi 105 u (knt) t (s) Hình 4.29 Đồ thị vận tốc dọc (u) v (knt)) t (s) Hình 4.30 Đồ thị vận tốc ngang (v) Hd (deg) t (s) Hình 4.31 Đồ thị hướng tàu (Hd) Kết mô chuyển động tàu tác động lực đơn mô tả trạng thái chuyển động tàu theo thuật tốn mơ thiết lập chương 106 mơ hình tốn phát triển chương Trạng thái chuyển động mô biểu diễn chất chuyển động tàu Khi thay đổi thông tin đầu vào lực (cường độ, vị trí hướng) trạng thái khác nhau, ta có thơng số hình ảnh chuyển động đặc tính điều động tàu Tuy chương trình mơ Matlab chưa bổ sung đầy đủ loại ngoại lực theo công thức kế thừa mục 2.4 chương 2, việc thử nghiệm phân lực đơn dạng xung theo cường độ, phương lực vị trí đặt lực đủ để mơ tả đánh giá tính đắn đặc tính chuyển động tàu theo mơ hình tốn 4.6 Kết luận chương Kết chạy mô đánh giá chương khẳng định tính đắn kết nghiên cứu lý thuyết chương bao gồm: - Phương pháp triển khai tuyến hình Lewis mơ tả tương đối xác tuyến hình phần ướt từ sử dụng để tính tốn thơng số thủy động tàu - Các cơng thức tính tốn khối lượng nước kèm theo phương pháp ellipsoid, triển khai tuyến hình Lewis kết hợp lý thuyết mảnh đề xuất tính tốn thành phần lại dự đốn tương đối xác khối lượng nước kèm tàu - Phương pháp tính tốn lực cản theo dòng chảy cục đề xuất mục 2.3 tính tốn phù hợp thành phần lực cản động tàu theo bậc tự thời gian thực - Mơ hình tổng hợp lực đề xuất mục 2.4 biểu diễn xác thành phần lực tác động đến tàu lắp đặt nhiều thiết bị đẩy khác Kết chạy mô đánh giá chương khẳng định tính phù hợp đắn thuật tốn mơ chương trình mô Matlab xây dựng chương 107 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Phát triển mơ hình tốn chuyển động tàu phục vụ cho việc mô nghiên cứu ứng dụng cơng tác điều động tàu có vai trò quan trọng cấp thiết tương lai Kết nghiên cứu đề tài bao gồm cơng trình nghiên cứu cơng bố tạp chí, kỷ yếu, hội thảo khoa học, dự án nghiên cứu ứng dụng thực tế sản xuất thuyết minh luận án cho thấy nội dung mục tiêu nghiên cứu đặt ban đầu hồn thành Đề tài có đóng góp lý thuyết thực tiễn sau: Về lý thuyết: 1) Nêu phương pháp lý thuyết kết hợp để xác định tất thành phần khối lượng nước kèm 6DOF với kế thừa áp dụng phương pháp biến hình Lewis lý thuyết mảnh Kết công bố cơng trình số (2) (3) 2) Thiết lập “Phương pháp phân tích lực cản theo vận tốc dòng chảy cục bộ” để dự đốn tất thành phần lực cản 6DOF Kết cơng bố cơng trình số (5) (6) 3) Xây dựng phương pháp tổng hợp tất thành phần ngoại lực tác động đến tàu 6DOF áp dụng cho tàu thủy lắp đặt nhiều thiết bị đẩy khác Kết công bố cơng trình số (8) 4) Thiết lập thuật tốn mô chuyển động tàu 6DOF thời gian thực 5) Xây dựng chương trình mơ chuyển động tàu 6DOF thời gian thực Đây chương trình nghiên cứu sinh sử dụng để đánh giá phát triển nội dung lý thuyết đề tài Kết chạy mơ trình bày cơng trình nghiên cứu 6) Kết đánh giá mơ so với mẫu tàu thực tế cho thấy đắn, phù hợp nội dung lý thuyết thuật tốn mơ thiết 108 lập Các kết lý thuyết phản ảnh chất trạng thái chuyển động tàu 6DOF Về thực tiễn: 1) Các nghiên cứu lý thuyết đề tài nghiên cứu sinh ứng dụng cho cơng trình nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn tàu thủy thực tế áp dụng Việt Nam quốc tế Điều chứng tỏ khả ứng dụng cao nội dung đề tài trong thực tế 2) Phương pháp kết nghiên cứu đề tài ứng dụng để phát triển mơ hình tốn tàu thủy cho hệ thống mô hàng hải hữu đóng tương lai phục vụ nhu cầu đào tạo nghiên cứu ứng dụng thiết kế tàu cảng ĐỀ XUẤT 1) Trong nội dung nghiên cứu, tuyến hình phần ướt vỏ tàu thiết lập số hóa theo phép biến hình Lewis Điều giúp nhanh chóng phát triển tính tốn thông số thủy động thủy tĩnh tàu Tuy nhiên, để tăng độ xác vẽ tuyến hình cho phần vỏ ướt tàu theo tọa độ thực tế áp dụng Lý thuyết mảnh để tính tốn Đối với sườn tàu khơng đối xứng qua trục dọc hay sườn tàu lõm, áp dụng triển khai theo tuyến hình Lewis tàu hai thân, cần có nghiên cứu bổ sung để có tính tốn hợp lý Tuy nhiên, xem xét chia nhỏ thân tàu thành nhiều phần để áp dụng phương pháp 2) Nội dung nghiên cứu đề tài đưa mơ hình tổng hợp lực n thành phần khác Do giới hạn phạm vi nghiên cứu để đảm bảo tiến độ tính trọng tâm nội dung nghiên cứu, cơng thức tính tốn thành phần lực cụ thể áp dụng theo kết nghiên cứu cơng trình trước Đề xuất nghiên cứu, đánh giá thành phần lực nghiên cứu độc lập khác 109 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ Tạp chí khoa học, kỷ yếu: ThS Đỗ Thành Sen, PGS TS Trần Cảnh Vinh (2016), “Nghiên Cứu Phát Triển Mơ Hình Tốn Học Mơ Phỏng Chuyển Động Tàu Thủy - A Study on The Development of Mathematical Model for Simulating Ship Motion”, Tạp chí Khoa học Cơng Nghệ Giao thông Vận Tải, ISSN: 1859-4263, số 18-02/2016 trang 3236, Trường Đại học Giao thơng Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh Do Thanh Sen, Tran Canh Vinh (2016), “Determination of Added Mass and Inertia Moment of Marine Ships Moving in Degrees of Freedom”, International Journal of Transportation Engineering and Technology, ISSN 2575-1816, Vol 2, No 1, 2016, pp 8-14 Do Thanh Sen, Tran Canh Vinh (2016), “Determining Hydrodynamic Coefficients of Surface Marine Crafts”, procedding in the International Conference on Maritime Science and Technology 2016 (IAMU AGA17), ISBN: 978-604-937127-1, Hai Phong, October 2016 NCS Đỗ Thành Sen, PGS TS Trần Cảnh Vinh (2016), “Xác Định Hệ Số Thủy Động Tàu Mặt Nước - Determining Hydrodynamic Coefficients of Surface Marine Crafts”, Tạp chí Khoa học Cơng Nghệ Giao thông Vận tải, ISSN: 1859-4263, Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh Do Thanh Sen, Tran Canh Vinh (2017), “Mathematically estimating hull resistance forces of ships in six degrees of freedom”, procedding in the 16th Annual Conference of the Asia Maritime & Fisheries Universities Forum (AMFUF 2017), ISBN: 2508-5247, Nov 9-11, 2017 Do Thanh Sen, Tran Canh Vinh (2017), “Establishing Mathematical Model to Predict Ship Resistance Forces”, Fluid Mechanics, ISSN: 2575-1808, Vol 3, No 5, 2017, pp 44-53 ThS Đỗ Thành Sen (2015), “Đánh Giá Lực Đẩy Chân Vịt Tàu Thủy - Propulsive Force Estimation Of Ship Propellers”, Tạp chí Khoa học Công Nghệ Giao thông Vận Tải, ISSN: 1859-4263, số 16-08/2015 trang 32-36, Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh Do Thanh Sen, Tran Canh Vinh (2018), “Developing mathematical model for calculating forces affecting to Ship motions”, Fluid Mechanics Research International Journal, ISSN: 2577-8242, Vol 2, No 2, 2018, pp 66-71 110 Nghiên cứu khoa học ứng dụng: Nghiên cứu tính khả thi việc xây dựng mơ hình dẫn tàu Container 14.000 TEU mô buồng lái cập cảng Cái Mép Do Thanh Sen, Ton van Haafften, Martijn Hendriks (2016), “Study of The Feasibility for Calling of 14,000 Teu Container Ship at Tancang-Caimep with FMB Simulator”, Project Report No No.: 01/16-PJT Apr./2016, Tan Cang Pilot company & the Maritime Education and Human Resource Center (UT-STC) Thiết lập mơ hình tốn học chạy mơ đánh giá tính khả thi thiết kế tổng thể toàn diện tuyến luồng tàu biển Cái Mép – Thị Vải Do Thanh Sen, Ton van Haafften (2016), “Nghiên cứu tổng thể toàn diện tuyến luồng tàu biển Cái Mép – Thị Vải, bao gồm thiết lập mơ hình tốn học tàu biển”, Project Report No No.: 02/16-PJT Th.10/2016, công ty cổ phần Tư vấn Thiết Kế Cảng – Kỹ Thuật Biển (PORTCOAST) & Trung tâm UT-STC Nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn học đánh giá mơ tính khả thi việc dẫn tàu Container 18.000 TEU cập cảng CMIT Do Thanh Sen, Phan Van Duc, Ton van Haafften (2016), Martijn Hendriks (2016), “The Feasibility Study for Calling of 18000 TEU Container Ship at CMIT Port with Birdge Simulator”, Report No No.: 03/16-PJT, 12/2016, Cai Mep International Terminal Co., Ltd (CMIT) and Maersk Line, A.P Moller & Trung tâm UT-STC Đỗ Thành Sen (2017), “Nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn mơ tàu Genting Dream hệ thống K-Sim, Kongsberg” Trung tâm Maritime Center of Excelence, the Netherlands theo yêu cầu Genting Cruises, Hongkong, 611/2017 Tàu chân vịt bao gồm: chân vịt Azipod chân vịt ống bao mũi Đỗ Thành Sen (2017), “Nghiên cứu xây dựng mơ hình tốn mơ tàu Viking Beyla Viking Atla, hệ thống K-Sim, Kongsberg” Trung tâm Maritime Center of Excelence, the Netherlands theo yêu cầu Viking River Cruises, Germany, 8-12/2017 Tàu chân vịt bao gồm: chân vịt Azipod lái chân vịt Azimuth Waterjet mũi Đỗ Thành Sen, Erik Hietbrink (2017), “Nghiên cứu xây dựng mô hình tốn tàu 10K bulk carrier giai đoạn thiết kế để đánh giá khả dẫn tàu cập cảng the port of Conakry, Guine” Trung tâm Maritime Center of Excelence, the Netherlands theo yêu cầu Cocordia ship builder, 12/2017 Tàu giai đoạn thiết kế (chưa có hồ sơ chạy thử), chân vịt Azipod 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO AVIDSON, K.S.M and L.J SCHIFF, Turning and Course-Keeping Qualities Society of Naval Architects and Marine Engineer, New York NY, 1946 Kiokai, J.o.Z., On the steering qualities of ships Journal of Zosen Kiokai, 1957 1956 (1956)(99): p 75-82 Norrbin, N., Theory and observations on the use of a mathematical model for ship manoeuring in deep and conned water 1971, Swedish State Shipbuilding Experimental Tank, Techical Report 63.: Gothenbury S., I., et al., A practical calculation method of ship manoeuvring motion International Shipbuilding Progress, 1981 28, No 325: p 207-225 Eda, H., Maneuvering performance of high-speed ships with effect of roll motion Ocean Engineering, 1980 7(3): p 379-397 HIRANO, M., A Practical Calculation Method of Ship Maneuvering Motion at Initial Design Stage he Society of Naval Architects of Japan, 1980 147: p 6880 P., O Roll – An often neglected element of manoeuvring, Proceedings in Intrenational conference on Maritime Simulation and Ship Manoeuvrability MARSIM ’93 1993 St John’s, Newfoundland, Canada Ankudinov, V.K Simulation Analysis of Ship Motion in waves in International Workshop on Ship and Platform Motions 1983 University of California at Berkeley Hooft, J.P and J.B.M Pieffers, Manoeuvrability of frigates in waves Marine Technology, 1998 25(4): p 262-271 10 FOSSEN, T.I., Marine Control Systems 2002, Norway: Norwegian University of Science and Technology Trondheim 11 FOSSEN, T.I., Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control 2011, Norway: Norwegian University of Science and Technology Trondheim, John Wiley & Sons 12 Rawson, K.J and E.C Tupper, Basic Ship Theory Vol & 2011, Oxfort: Butterworrh – Heinemann 13 ABKOWITZ, M.A., Lectures on Ship Hydrodynamics – Steering and Maneuverability 1964, Hydor-og Aerodynamisk Laboratorium, Report No Hy5.: Lyngby, Denmark 14 BIRKHOFF, G., Hydrodynamics 1960, Princeton: Princeton University Press 15 LAMB, H., Hydrodynamics 1932, Cambridge University Press.: Cambridge 16 KOROTKIN, A.I., Added Masses of Ship Structure Marine Technology, 1988 25: p 262-271 17 URSEL, F., On the Heaving Motion of a Circular Cylinder on the Surface of Fluid Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics, 1949 2(2): p 218-231 112 18 Frank and Werner, Oscillation of Cylinders in or below the Free Surface of Deep Fluids, Technical Report 2375 1967, Naval Ship Research and Development Centre: Washington DC, USA 19 KEIL and Harald, Die hydrodynamischen Kräfte bei der periodischen Bewegung zweidimensionaler Körper an der Oberfläche flacher Gewässer, Ber Nr 305 1974, Institut für Schiffbau Univ.: Hamburg, Deutschland 20 SALVESEN, N., E.O TUCK, and O FALTISEN, Ship Motions and Sealoads The Society of Naval Architects and Marine Engineers, 1970 21 LEWANDOWSKI and D M., The Dynamics Of Marine Craft, Maneuvering and Seakeeping Vol 22 2004: World Scientific 424 22 SOBOLEV, G.V and K.K FEDYAYEVSKY, Control and Stability in Ship Design 1964, Washington DC: Translation of US Dept of Commerce 23 ABS, Guide For Vessel Maneuverability 2006: American Bureau of Shipping 24 TJØSWOLD, S., Verifying and Validation of a Maneuvering Model for NTNU's Research Vessel R/V Gunnerus 2012, Norway: Norwegian University of Science and Technology Trondheim 25 HUDSON, D.A and L LETKI, Simulator of Ship maneuvering performance in calm water and waves 2005, University of Sonthampton p 138 26 ZAIKOV and SERGEY, Hydrodynamic Modelling Tool Mathematical Model of Ship Dynamics 2012: Kongsberg Maritime 27 NGHI, T.C., Ship theory – Ship Hydrostatics & Hydrodynamics (Volume I) 2009, Ho Chi Minh: Ho Chi Minh City University of Transport 28 Brian, A.B and L.-P Rubén, Ship Hydrostatics and Stability 2014: Elsevier 29 JOURNÉE, M.J and J.M.J ADEGEEST, Theoretical Manual of Strip Theory Program “SEAWAY for Windows” 2003, the Netherlands.: Delft University of Technology 30 LÓPEZ-PULIDO and RUBÉN, Ship Hydrostatics and Stability 2014: Elsevier 31 NGHI, T.C., Ship theory – Hull resistance and Thrusters (Volume II), pp 208222 2009, Ho Chi Minh: Ho Chi Minh city University of Transport 32 KORNEV, H.N., Lectures on ship maneuverability 2013, Germany: Rostock University Universität Rostock 33 BRESLIN, J.P and P ANDERSEN, Hydrodynamics of Ship propellers 1994: Cambridge University Press 34 SMOGELI, Ø.N., Control of Marine Propellers 2006, Norway: Norwegian University of Science and Technology 35 Sen, D.T and T.C Vinh, A Study on The Development of Mathematical Model for Simulating Ship Motion Tạp chí Khoa học Cơng Nghệ Giao thông Vận Tải Journal of Transportation Science and Technology, 2016 18(2): p 36 Sen, D.T and T.C Vinh, Determination of Added Mass and Inertia Moment of Marine Ships Moving in Degree of Freedom International Journal of Transportation Engineering and Technology, 2016 2(1): p 8-14 113 37 Sen, D.T and T.C Vinh, Xác Định Hệ Số Thủy Động Tàu Mặt Nước Determining Hydrodynamic Coefficients of Surface Marine Crafts Tạp chí Khoa học Cơng Nghệ Giao thơng Vận Tải - Journal of Transportation Science and Technology, 2016 16(8): p 38 Clarke, D., A two‐dimensional strip method for surface ship hull derivatives: comparison of theory with experiments on a segmented tanker model Journal of Mechanical Engineering Science 1959-1982, 1972 1-23 39 Lee, T.I., On an Empirical Prediction of Hydrodynamic Coeffcients for Modern Ship Hulls MARSIM'03, 2003 18(3) 40 Kijima, K and Y Nakiri On the Practical Prediction Method for Ship Manoeuvring Characteristics in International conference on marine simulation and ship manoeuvrability 1993 St Johns; Canada: MARSIM 93 41 Sen, D.T and T.C Vinh Mathematically estimating hull resistance forces of ships in six degrees of freedom in The 16th Annual Conference of the Asia Maritime & Fisheries Universities Forum (AMFUF 2017) 2017 Ho Chi Minh city 42 ITTC-1957, International Towing Tank Conference 1957 43 Ye, B., et al., A Four-Quadrant Thrust Estimation Scheme Based on Chebyshev Fit and Experiment of Ship Model The Open Mechanical Engineering Journal, 2012 6(2: M5): p 148-154 44 Sen, D.T and T.C Vinh, Establishing Mathematical Model to Predict Ship Resistance Forces Fluid Mechanics, 2017 3(5): p 44-53 45 Faltinsen, O.M., Sea Loads on Ships and Offshore Structures Cambridge University Press., 1990 46 Hoerner, S.F., Fluid Dynamic Drag Hartford House 1965 47 Sen, D.T and T.C Vinh, Developing mathematical model for calculating forces affecting to Ship motions Fluid Mechanics Research International Journal, 2018 2(2): p 66-71 48 Roddy, R.F., D.E Hess, and W Faller, Neural Network Predictions of the 4Quadrant Wageningen Propeller Series 2006, Naval Surface Warfare Center 49 Sunarsih, et al., A Chebyshev Polynomial on Torque and Thrust Coefficients of Mathematical Propeller Properties for a LNG Manoeuvring Simulation Journal of Ocean, Mechanical and Aerospace Science and Engineering, 2014 11: p 1120 50 Bishop, R and A Parkinson, On the planar motion mechanism used in ship model testing Mathematical and Physical Sciences, 1970 266(1171): p 35-61 51 I S., H.M., K K and T J., A practical calculation method of ship manoeuvring motion International Shipbuilding Progress, 1981 28: p 207-225 52 Bretschneider, C.L., Wave and Wind Loads Section 12 of Handbook of Ocean and Underwater Engineering 1969, New York, NY.: McGraw-Hill 53 Blendermann, W., Parameter Identification of Wind Loads on Ships Journal ofWind Engineering and Industrial Aerodynamics 1994 51(3): p 339-351 114 54 Isherwood, R.M., Wind Resistance of Merchant Ships RINA Transcripts, 1972 115: p 327-338 55 OCIMF, Prediction of Wind and Current Loads on VLCCs 1997: Oil Companies International Marine Forum, London 56 WaveSpec, Prediction of Wind Loads on Large Liquefied Gas Carriers 2007: Society of International Gas Tanker & Terminal Operators Ltd 57 Wagner, V.B Windkrafte an Uberwasserschiffen in Schiff und Hafen, Heft 12 1967 19 Jahrgang, German 58 De Kat, J.O and J.E.W Wichers Dynamic Effects of Current Fluctuations on Moored Vessel in 2nd Annual Conference OTC 1990 59 Kitamura, F., et al Estimation of Wind Force Acting on Huge Floating Ocean Structures in the Oceans ’97 1997 60 ISSC, n the 2nd International Ship and Offshore Structures Congress in Report of the Seakeeping Committe 1964 Delft, the Netherlands 61 ITTC, t Report of the Seakeeping Committee in the 17th International Towing Tank Conference 1984 The Hague, Netherlands 62 PANC, Approach channels: A Guide for design, in Final Report of the Joint PIANC-IAPH Working Group II-30 in cooperation with IMPA and IALA, Supplement to Bulletin 1997 63 Japan, O.C.A.D.I.o., Technical standards and commentaries for port and harbor facilities in Japan 2002 64 Norrbin, N.H., Fairway design with respect to ship dynamics and operational requirements, in SSPA Research Report No 102 1986, SSPA Maritime Consulting: Gothenburg, Sweden 65 GOURLAY, T.P and E.O TUCK, The maximum sinkage of a ship Journal of Ship Research, 2001 45(1): p 50-58 66 Gourlay, T.P., A simple method for predicting the maximum squat of a highspeed displacement ship Marine Technology, 2006 43( No 3): p 146-151 67 Norrbin, N.H Bank effects on a ship moving through a short dredged channel in 10th Symposium on Naval Hydrodynamics 1974 Cambridge 68 LATAIRE, E and M VANTORRE Ship Bank Interaction Induced by Irregular Bank Geometries in 27th Symposium on Naval Hydrodynamics 2008 Seoul, Korea 69 S., W., Dynamic Effects of Ship Passage on Moored Vessels Journal of Waterways, Harbors and Coastal Engineering Division, ASCE, 1975 101(3): p 247-258 70 W.E., C., Hydrodynamic Forces and Moments Acting on A slender Body of Revolution Moving Under a Regular Train of Waves 1954, David Taylor Model Basin 115 71 Huafua, X and Z Zaojian, Prediction of Hydrodynamic Forces on a Moored Ship Induced by a Passing Ship in Shallow Water Using a High-Order Panel Method Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), 2016 21(2): p 129-135 72 Varyani, K.S., P Krishnankutty, and M Vantorre Prediction of Load on Mooring Reopes of a Container Ship due to the Forces Induced by a Passing Bulk Carrier in MARSIM'03 2003 Kanazawa, Japan 73 Remery, G.F.M Mooring Forces Induced by Passing Ships in 6th Annual Offshoe Technology Conference 1974 6200 North Central Expressway, Dallas, Texas 75206 74 Ruggeri, F., et al An integrated analysis for the Passing Ship problem on Santos Port considering Real-Time Simulations and Moored Ship Dynamics in Session - Storm Surge & Tsunami barriers and Flood protection gates 2018 Panama City: PIANC-World Congress 75 KOROTKIN, A.I., Added Masses of Ship Structure 2009, St Petersburg, Russia: Krylov Shipbuilding Research Institute - Springer Research Institute - Springer, pp 51-55, pp 86-88, pp 93-96 76 LEWANDOWSKI, D.M., The Dynamics Of Marine Craft, Maneuvering and Seakeeping, Vol 22 Vol 22 2004: World Scientific 77 Motora, S On the measurement of added mass and added moment of inertia for ship motions in First Symposium on Ship Maneuverability 1960 Washington DC 78 Speed and Manoeuvring Trials for Cruise Vessel "Genting Dream" 2016, HSVA: Hamburg 79 Lewis, E., Principles of Naval Architecture SNAME, 1988 2(2nd rev) 80 Manuoeuvring Booklet Crusie Vessel "Genting Dream" 2016, Hamburg, Germany: Meyer Werft PHỤ LỤC TỔNG HỢP CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ PHỤ LỤC THUẬT TỐN MATLAB ... cho tàu cụ thể Do vậy, đề tài “NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH TỐN HỌC THÍCH ỨNG VIỆC MƠ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG TÀU NHIỀU LOẠI THIẾT BỊ ĐẨY” cần thiết Mục đích nghiên cứu Về lý thuyết: Phát triển mơ hình. .. sổ mô vết tàu Matlab 84 Hình 2.7 Hình 2.8 xi Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình. .. TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH ĐỖ THÀNH SEN NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN MƠ HÌNH TỐN HỌC THÍCH ỨNG VIỆC MƠ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG TÀU NHIỀU LOẠI THIẾT BỊ ĐẨY Chuyên ngành : Khoa học Hàng