- 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
3.2.2. Xây dựng đường hình dáng của quả lê tính toán
Đường biên dạng quả lê được xây dựng dựa theo tài liệu [40] theo các bước sau. (1) Xác định chiều cao quả lê HB tại đường vuông góc mũi tàu (FP)
Chiều cao HB tại đường vuông góc mũi bị hạn chế bởi ít nhất là hai yêu cầu sau: (i) HB phải đủ lớn để có thể khai triển diện tích mặt cắt ngang yêu cầu (ABT)
(ii) Điểm trên cùng của quả lê nằm dưới đường nước thiết kế khoảng cách thích hợp. Có thể ước tính chiều cao quả lê theo công thức kinh nghiệm sau:
HB = 4A BT BB 4x3.78 = 3.14x1.709 = 2.82 m
Tham khảo hình dạng quả lê một số tàu mẫu tương ứng, chọn khoảng cách tính từ đường cơ bản đến điểm dưới cùng của quả lê tại đường vuông góc mũi bằng 0.72 m. Từ đó có thể tính được chiều cao quả lê tính toán đo tại điểm mút mũi quả lê là ZFP và giữ khoảng cách này không đổi trong tất cả các tính toán tiếp theo.
ZFP = 2.82 - 0.72 = 2.10 m
(2) Xây dựng đường cong biên dạng dọc ở phần trên của quả lê
Dựng đường biên dạng dọc trên quả lê bằng cách nối điểm tại đường vuông góc mũi ở cao độ HB = 2.82 m đã xác định và điểm mút mũi quả lê có cao độ ZB = 2.10 m bằng một đường cong có dạng elip hay parabole với đỉnh ở mũi quả lê (Hình 3.10). Hình dạng của đường cong này được vẽ tùy theo kinh nghiệm và quyết định của người thiết kế nên với cùng giá trị thông số hình học quả lê đã xác định được trong phần trên, nhưng hai người thiết kế khác nhau có thể sẽ xây dựng hình dạng quả lê khác nhau.
2.82 m
2.10 m FP
(3) Xây dựng đường cong biên dạng dọc ở phần dưới của quả lê
Dựng đường cong biên dạng dọc dưới của quả lê bằng cách tính cao độ y(x) ở khoảng cách theo chiều dọc tàu x tính từ đường vuông góc mũi về phía trước (Hình 3.11) theo công thức kinh nghiệm sau [34]:
H 2 0.5 y(x) = H 2 x 2 B (3.9) B L PR 2.82 2 0.5 = 2.822 x 2 = 7.95 3.58x 2 0.5 1.49
Kết quả tính được tổng hợp lại trong Bảng 3.5.
Bảng 3.5. Tọa độ đường cong biên dạng dọc ở phần dưới quả lê
x 0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 0.75 0.90 1.05 1.30 1.41
y(x) 2.82 2.81 2.76 2.69 2.58 2.44 2.25 2.00 1.38 0.91
(4) Tính kiểm tra và hiệu chỉnh đường cong biên dạng của quả lê tính toán (4a) Tính kiểm tra diện tích phần nhô ra của quả lê trong mặt cắt dọc ABL
- Tính kiểm tra diện tích phần nhô ra của quả lê trong mặt cắt dọc ABL đã được vẽ và so sánh với giá trị ABL = 3.21 m2 tính từ đồ thị thiết kế như đã nêu ở Bảng 3.4. - Tiến hành điều chỉnh các đường cong biên dạng của quả lê đã xây dựng đảm bảo hai kết quả phù hợp với nhau.
Giá trị CABL tính theo cách này gần gấp hai lần giá trị gần tối ưu từ đồ thị thiết kế. Nguyên nhân có lẽ là do sự ngoại suy xuống khá lớn phạm vi các hệ số béo trong các đồ thị thiết kế, do đó quyết định bỏ qua giá trị CABL nhận được từ các đồ thị thiết kế để đạt được giá trị chính xác của những đặc điểm quả lê khác là cần thiết tại điểm này. (4b) Tính diện tích của các mặt cắt ngang quả lê tại các vị trí các sườn dọc
Tính gần đúng giá trị diện tích các mặt cắt ngang quả lê tại vị trí các sườn dọc theo chiều dài tàu theo công thức sau:
y 2 (x)A'
AT (x) = BT 2 B
(3.10) với A’BT là diện tích mặt cắt ngang thực của quả lê thiết kế tại đường vuông góc mũi
Nhận thấy giá trị A’BT bằng hoặc rất gần với giá trị xác định từ đồ thị thiết kế như đã tính ở Bảng 3.5 là A’BT = 3.78 m2.
(4c) Tính thể tích của quả lê thiết kế
Từ diện tích các mặt cắt ngang sườn, tính thể tích của quả lê đang thiết kế theo các phương pháp tính gần đúng đã biết, ví dụ như quy tắc tính gần đúng của Simpson.
Với các giá trị gần đúng có cơ sở của các thông số mô tả hình học quả lê thiết kế, làm trơn hình dạng quả lê thiết kế (tức đã nối với đường hình và mặt phẳng thân tàu) tính lại giá trị các thông số quả lê và so sánh với các giá trị tương ứng từ đồ thị thiết kế. Có thể phải lặp đi lặp lại nhiều lần để đạt được sự phù hợp giữa hai kết quả tính này và ở đây, quyết định của người thiết kế sẽ đóng vai trò chính yếu khi thực hiện bước này. Sau nhiều lần lặp lại, hình dạng quả lê cuối cùng tạo ra từ phương pháp thiết kế này có đường hình như sẽ được trình bày trên Hình 3.17 ở phần tiếp theo sau đây.