CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
4.5. Đánh giá phương pháp tổng hợp lực và mơ hình tốn tổng
Để đánh giá các tính năng chuyển động của tàu, tiến hành thử nghiệm mơ hình quay trở trên Matlab và so sánh với thông số chạy thử (sea trial) của tàu Genting Dream. Kết quả các thơng số quay trở được trình bày trong bảng 4.6. Các thơng số chuyển động cũng được mơ tả trên đồ thị tại các hình 4.18 đến 4.27.
Bảng 4.6. Bảng thơng số quay trở
Thông số đo Đơn vị Chạy thử Mơ phỏng Góc bẻ lái deg (o) 15/phải 15/phải Tốc độ ban đầu knt 21.3 21.3 Quãng đường dịch chuyển tới m 1109 1119 Bán kính quay trở ổn định m 1312 1320 Thời gian để chuyển hướng
360o s 544 522 u (knts) t (s) 1000 2000 3000 4000 5000 2 2 4 4 6 6 8 8
Hình 4.18. Vết quay trở của tàu theo hồ sơ thử tàu khi bánh lái bẻ sang phải 150
Ghi chú: Đồ giải vòng quay trở trên thực tế có tác động của gió. Đường liền dứt đoạn biểu diễn vết quay trở thực đo được (Measeared Ship’s Track), đường liền nét biểu diễn vết quay trở sau hiệu chỉnh (Corrected Ship’s Track).
Hình 4.20. Đồ thị hiển thị vận tốc dọc (u) của tàu khi quay trở
Hình 4.21. Đồ thị hiển thị vận tốc ngang (v) của tàu khi quay trở
Hình 4.22. Đồ thị hiển thị vận tốc đứng (w) của tàu khi quay trở w (knts) w (knts) t (s) 100 200 300 400 -0.45 -0.45 -0.40 -0.40 -0.35 -0.35 v (knts) t (s) 100 200 300 400 -1.0 -1.0 -0.5 -0.5 u (knts) t (s) 100 200 300 400 18 18 19 19 20 20 21 21
Hình 4.23. Đồ thị hiển thị tốc độ quay trở (r) của tàu khi quay trở
Hình 4.24. Đồ thị hiển thị góc dạt (d) của tàu khi quay trở
Hình 4.25. Đồ thị hiển thị tốc độ nghiêng ngang (p) của tàu khi quay trở d (deg) d (deg) t (s) r (rad/s) t (s) 100 200 300 400 0.2 0.2 0.4 0.4 100 200 300 400 1 1 2 2 3 3 p (deg) t (s) 100 200 300 400 -1.0 -1.0 -0.5 -0.5 0.0 0.0
Hình 4.26. Đồ thị hiển thị tốc độ bổ dọc (q) của tàu khi quay trở
Hình 4.27. Đồ thị hiển thị hướng tàu (Hd) khi quay trở
Ở trạng thái quay trở, phương trình vi phân trạng thái chịu sự tác động đồng thời của lực quán tính, lực cản của nước và lực đẩy và bẻ lái của hệ chân vịt – bánh lái. Các thông thông số quay trở của tàu cho thấy sự tác động bổ sung hợp lý của hệ động lực đẩy và lực bẻ lái của chân vịt đến con tàu đang chuyển động. Các thông số quay trở mô phỏng trên Matlab phù hợp với các thông số trong hồ sơ tàu [78, 80]. Điều này cho thấy, mơ hình tốn chuyển động tàu được phát triển đã mơ tả tương đối chính xác trạng chuyển động của tàu 6 bậc tự do.
Khi có các thành phần lực tác động từ bên ngoài, mỗi thành phần lực này có thể được coi như là một lực đơn để tính tốn và bổ sung vào phương trình
Hd (deg) t (s) 100 200 300 400 -100 -100 0 0 100 100 q (deg) t (s) 100 200 300 400 -1.2 -1.2 -1.1 -1.1 -1.0 -1.0
chính trong mỗi thời điểm nhất định. Trong phạm vi nghiên cứu, tác động đơn lẽ của một chân vịt mũi với cường độ và hướng nhất định có thể coi như là một thành phần lực đơn để xem xét theo hướng tiếp cận này. Phần thử nghiệm tác động của chân vịt mũi dưới đây cho thông tin đánh giá sự tác động của lực đơn vào chuyển động tàu.
Bảng 4.7. Bảng thông số chuyển động tàu khi đẩy bởi chân vịt mũi
Thông số đo Đơn vị Giá trị Công xuất chân vịt mũi KW 3000 Hướng chân vịt (hướng lực) Deg 90 Tọa độ chân vịt (điểm đặt lực): x, y, z m 136.8, 0, 3.8 Tốc độ dọc ban đầu knt 0 Tốc độ ngang ban đầu knt 0 Thời gian thực hiện s 120 Tốc độ dọc cuối knt -2 Tốc độ ngang cuối knt 4.1 Hướng thay đổi deg 122 Tốc độ quay trở (ROT) Deg/m 118
Hình 4.29. Đồ thị vận tốc dọc (u)
Hình 4.30. Đồ thị vận tốc ngang (v)
Hình 4.31. Đồ thị hướng tàu (Hd)
Kết quả mô phỏng chuyển động tàu do tác động của lực đơn mô tả trạng thái chuyển động của tàu theo thuật tốn mơ phỏng đã thiết lập ở chương 3 và
t (s) Hd (deg) u (knt) t (s) v (knt)) t (s)
mơ hình tốn đã phát triển tại chương 2. Trạng thái chuyển động trên mô phỏng biểu diễn đúng bản chất chuyển động của con tàu. Khi thay đổi các thông tin đầu vào của lực (cường độ, vị trí và hướng) ở các trạng thái khác nhau, ta cũng có được các thơng số và hình ảnh chuyển động đúng như đặc tính điều động tàu. Tuy chương trình mơ phỏng Matlab chưa bổ sung đầy đủ các loại ngoại lực theo các công thức kế thừa tại mục 2.4 của chương 2, nhưng việc thử nghiệm các phân lực đơn dưới dạng xung theo cường độ, phương lực và vị trí đặt lực đủ để mơ tả và đánh giá tính đúng đắn và đặc tính chuyển động của tàu theo mơ hình tốn.