Do bị hạn chế bởi độ sâu luồng lạch, dựa theo nguyên lý Bernoulli, sựgia tăng tốc
độ dòng chảy bao ở khu vực đáy tàu gây ra hiện tượng giảm áp suất, hiện tượng “squat”,
được mô tả trong Hình 2.13. Đặc biệt, khi gia tăng vận tốc tàu thì bước sóng trở nên dài
hơn và cũng đáp ứng với sựthay đổi của phân bố áp suất xa hơn dưới mặt thoáng. Theo
đó, trường gradient áp suất lớn hơn, dẫn đến biên độ sóng tăng và sức cản sóng có dấu hiệu gia tăng rõ rệt. Từnăm 1934, các công trình nghiên cứu của Schlichting dựa trên kết quả thực nghiệm được áp dụng phổ biến khi xét đến sự sụt giảm vận tốc do ảnh hưởng của độ sâu luồng lạch. Phương pháp hiệu chỉnh Lackenby [87], mở rộng từ các công trình nghiên cứu của Schlichting, đểước tính ảnh hưởng của độ sâu luồng lạch và sự sụt giảm vận tốc tàu. Năm 1983, thực nghiệm mẫu phương tiện thủy chạy tuyến ven bờ biển, Müller
đã chỉ ra rằng phương pháp hiệu chỉnh Lackenby cho kết quả tốt đối với tỉ lệ H/T > 2.0. Ngoài ra, với vận tốc thấp, góc chúi động và chiều chìm không thay đổi so với độ sâu mực nước. Theo khuyến nghị của hiệp hội bể thử quốc tế ITTC 2014, công thức (2.11) về
hiệu chỉnh tốc độtàu cho vùng nước hạn chế dựa trên các nghiên cứu của Lackenby [84]
được trình bày như sau. ∆𝑉𝑉
𝑉𝑉 = 0.1242�𝐴𝐴𝑀𝑀
𝐻𝐻2 −0.05�+ 1−(𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡ℎ (𝑔𝑔𝑔𝑔/𝑉𝑉2))1/2 (2-11) Trong đó:
𝐴𝐴𝑀𝑀: Diện tích sườn giữa tàu [m²], g: Gia tốc trọng trường [m/s²]
Hình 2.13 Sự sụt giảm vận tốc trên tuyến luồng hạn chế
Theo nghiên cứu từcác công trình đã công bố đưa ra các kết luận cơ bản thể hiện mối liên quan giữa sức cản sóng đến Fnh [88], trình bày tại Hình 2.14. Đối với sức cản sóng, nghiên cứu tính toán đã được thực hiện cho các nhóm tàu với độ sâu mực nước và vận tốc thiết kế khác nhau [89]. Với giả thuyết cốđịnh phần chìm và góc nghiêng dọc, hệ
số Fnh có xu hướng đồng nhất cho đến 0,6 - 0,7, đôi khi tăng hoặc giảm một chút và sức cản sóng đó tăng rất nhanh ở Fnhcao hơn. Trong các tính toán thể hiện mối liên hệ giữa sức cản sóng và Fnh, không có sựthay đổi đáng kể khi Frh <0,6.
- Hệ số Fnh < 0.6, hệ thống sức cản sóng là không bị ảnh hưởng lớn bởi vùng nước nông. Tại mặt thoáng, hướng dòng chảy vẫn dọc theo dòng nướcvà phân bố áp suất cục bộ không khác nhau nhiều.
- Hệ số 0.6 < Fnh< 1.0 có thể hiện mối tương quan ảnh hưởng giữa vùng nước nông và chiều cao sóng.
- Hệ số Fnh> 1.0, đường đặc tính sức cản sóng sẽ tăng nhanh và dốc hơn.
Hình 2.15 Quan hệ giữa hệ số Fn – hệ số sức cản dưtheo độ sâu [90]
Hệ số Fnh là thông số quan trọng ảnh hưởng đến các thành phần sức cản, đặc biệt là thành phần sức cản sóng khi tàu hoạt động ở chếđộ cao tốc. Tại vận tốc thấp, góc chúi
động và chiều chìm thay đổi không đáng kể theo độ sâu mực nước, do đó tàu container SB chỉ xem xét ảnh hưởng bởi dòng chảy nhớt bao quanh thân tàu trong nghiên cứu này.