Biến thiết kế

- Kết quả tính theo XFlow thường cho giá trị sức cản lớn hơn kết quả thử nghiệm, chứng tỏ mô hình SST k  ước lượng các thành phần sức cản lớn hơn thực tế.

Chương 3 THIẾT KẾ TỐI ƯU MŨI QUẢ LÊ TÀU CÁ 3.1 ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA MŨI QUẢ LÊ

3.2.1.2. Biến thiết kế

Việc lựa chọn chính xác biến thiết kế có vai trò quan trọng trong bài toán tối ưu. Như đã phân tích, các kích thước của quả lê có ảnh hưởng lớn đến phase và cường độ của hệ thống sóng do quả lê gây ra khi tàu chuyển động nên khi thay đổi chúng có thể làm giảm cường độ hệ thống sóng tổng hợp từ hai hệ thống sóng độc lập của thân tàu, quả lê nhờ sự triệt tiêu lẫn nhau khi xảy ra sự giao thoa tích cực hai hệ thống sóng này, dẫn đến giảm thành phần sức cản sinh sóng nói riêng và sức cản tổng nói chung. Từ đó có thể chọn các kích thước quả lê làm biến thiết kế của bài toán tối ưu và thay đổi các biến này để có quả lê tối ưu tương ứng sức cản tổng của tàu là nhỏ nhất (Hình 3.18).

(i) Chiều dài quả lê LPR xác định tại vị trí điểm mút trước quả lê theo trục dọc tàu. Thông số này có vai trò quan trọng vì vừa ảnh hưởng đến phase, vừa ảnh hưởng đến thể tích quả lê, dẫn đến ảnh hưởng đến cường độ của sóng tạo ra bởi quả lê. (ii) Chiều cao đỉnh quả lê ZB được xác định là vị trí đỉnh quả lê theo hướng trục z.

Thông số này ảnh hưởng tới khả năng ngập quả lê ở các mớn nước khác nhau. (iii) Chiều rộng lớn nhất của quả lê BB, chủ yếu tác động đến thể tích của quả lê

nên thường chỉ ảnh hưởng đến cường độ sóng tạo ra bởi quả lê.

Thực tế cho thấy, nếu chọn biến thiết kế là các kích thước của quả lê như đã nêu và xây dựng các phương án hình dạng quả lê bằng cách thay đổi các kích thước này thì số phương án tính là rất lớn nên cần xác định giới hạn thay đổi của các kích thước này. Có thể thấy trên các đồ thị thiết kế của Krack luôn tồn tại một khu vực đảm bảo quả lê làm việc hiệu quả nhất tương ứng giá trị lớn nhất của hệ số giảm công suất dư (CPR)max. Về phương pháp, có thể giới hạn khu vực này bằng cách giới hạn phạm vi thay đổi các hệ số hình học quả lê để sai lệch giữa giá trị hệ số giảm công suất dư

CPR của tàu và hệ số giảm công suất dư lớn nhất (CPR)max tính theo đồ thị Krach là không quá lớn. Có thể chọn khoảng 10% vì hiệu quả giảm sức cản của quả lê thường khoảng (8 – 15)%. Ví dụ, có thể giới hạn thay đổi của hệ số chiều dài quả lê CLPR tính cho đồ thị của tàu có hệ số béo 0.7 hoặc 0.56 ở Fn = 0.377 (tàu đang tính) trong phạm vi 0.03  CLPR  0.04 được giới hạn bởi hai đường tô đậm trên Hình 3.19, nhằm đảm bảo độ lệch giữa độ giảm công suất tàu lớn nhất (CPR)max với các giá trị

CPR ở hai biên bằng khoảng 10%. Ngoài phạm vi này, độ lệch khá lớn, tức hiệu quả quả lê thấp nên không cần khảo sát.

Hình 3.19. Cách xác định giới hạn phạm vi thay đổi của hệ số chiều dài CLPR

Bằng cách làm tương tự trên đồ thị Krach khác có thể xác định giới hạn thay đổi của các hệ số hình học còn lại để đảm bảo hiệu quả hoạt động của quả lê như sau:

0.03  CLPR = LPRLPP  0.04 0.03LPP ≤ LPR ≤ 0.04LPP LPP  0.04 0.03LPP ≤ LPR ≤ 0.04LPP 0.18  C = BB  0.20  0.15B ≤ B ≤ 0.20B (3.16) BB B B 0.26  C = ZB  0.55 0.40T ≤ Z ≤ 0.50T ZB T B