3.1.1 Phương pháp
Như chúng ta đã biết môđun Autoship là một phần mềm thiết kế có khả năng
tạo, hiệu chỉnh, nối các đường và mặt cong dễ dàng, linh hoạt. Hơn nữa nó có chức năng rất mạnh trong việc chỉnh trơn tuyến hình. Trong Autoship tạo dựng một vật
thể thường có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau một cách dễ dàng và nhanh
chóng. Để đánh giá có thể Sử dụng các đường sườn, cắt dọc, đường nước như là các đường tham chiếu để đánh giá sự sai lệch giữa tuyến hình dựng lại so với tuyến
hình gốc. Trình tự dựng lại tuyến hình có thể phác thảo theo các bước như sau: 1.Từ bảng tọa độ và các kích thước phần mũi, phần đuôi vẽ mô hình tàu dạng
2D trong Autocad (chỉ vẽ đường bao ngoài và các sườn lý thuyết, không vẽ các mặt
cắt dọc).
2. Chuyển mô hình tàu từ 2D sang 3D.
3. Import tuyến hình tàu mẫu từ File Autocad vào đề án Autoship.
4. Tạo mặt mũi tàu và hiệu chỉnh mũi tàu theo đúng tuyến hình mẫu.
5. Tạo mặt đuôi tàu và hiệu chỉnh đuôi tàu theo đúng tuyến hình mẫu.
6. Kiểm tra bề mặt vỏ tàu sau khi chỉnh trơn tuyến hình.
3.1.2 Trình tự mô phỏng mô hình tàu cá
3.1.2.1 Tạo bản vẽ tàu cá trong mô hình Autocad
Sau khi đi thực tế để đo số liệu của những con tàu đo được ta tiến hành dựng
lại bề mặt vỏ tàu. Khi mô phỏng phải đảm bảo độ chính xác cần thiết, vì vậy có thể
tiến hành các bước như sau:
Bước 1: Từ bảng tọa độ đo được và một số kích thước những khu vực đặc
biệt như mũi hoặc đuôi cần thiết của tàu dựng lại bản vẽ 2D như đã được học môn
Hình 3.1. Tuyến hình được chuyển từ 2D sang 3D.
Bước 2: Từ bản vẽ 2D chuyển sang giao diện 3D, dùng lệnh 3D Rotate và lệnh
Move để đưa toàn bộ các sườn về vị trí đã vạch dấu. Khi chuyển về 3D, phải thiết lập
Hình 3.2. Tuyến hình được chuyển từ 2D sang 3D.
Bước3: Lưu File dưới dạng DXF để phục vụ cho việc Import vào phần
mềm Autoship. Trước khi lưu File DXF nên xóa tất cả những đường cong và
đường thẳng không cần thiết trong Autocad. Autoship có khả năng hiểu và nghi lại
tất cả các đường trong Autocad. Vì vậy, nên xóa các đường đó để dễ dàng quản lý các đường còn lại. Hơn nữa, nó làm cho phần mềm chạy nhanh hơn khi thực hiện
Hình 3.3. Chuẩn bị File Autocad trước khi Import vào Autoship.
3.1.2.2 Dựng lại tuyến hình trong Autoship
Bước 1. Import tuyến hình từ file DXF vào Autoship.
Bước 2.Đổi lại tên các đường sườn theo đúng tên của nó trong File Autocad, các đường từ mũi đến đuôi phải được đặt tên một cách khoa họcđể người
vẽ quản lý một cách tốt nhất.
Hình 3.4. Hộp thoại đổi tên lại các sườn trong Autoship.
Bước 3: Hiệu chỉnh lại các đường cong (Curves) khi Import vào Autoship. Khi chuyển sang Autoship các đường cong chưa liên tục nên sử dụng lệnh Join Cuvers để nối các đường cong đó lại với nhau. Autoship cho phép các đường và bề
mặt được ghép buộc, đó là một cải tiến mới mà Autoship đưa vào so với các chương
trình CAD hiện có.
Bước 4: Di chuyển hệ tọa độ về mặt cắt giữa tàu để thuận lợi cho các bước
tiếp. Từ giao diện của chương trình. Nhấp Create Mode – Nhấp chuột phải vào Set Base Point. Hộp thoại xuất hiện rồi nhập vào hộp thoại khoảng cách mà muốn di
Hình 3.5. Hộp thoại di chuyển tọa độ chuẩn.
Trong Autoship mỗi đối tượng có một điểm chuẩn, là điểm mà quanh nó đối tượng có thể được Scale, quay, di chuyển hay thực hiện một phép chuyển đổi khác.
Thực hiện công việc đưa hệ tọa độ tàu về giữa tàu là rất quan trọng cho các thao tác
trên Autoship.
3.1.1.1. Dựng lại mặt mũi tàu và đuôi tàu sau đó tiến hành chỉnh trơn lại bề mặt theo tuyến hình 3D mặt theo tuyến hình 3D
1. Tạo mặt mũi tàu.
Sau đây giới thiệu với các bạn một phương pháp Loft hay có thể gọi là
phương pháp mặt bọc. Một bề mặt bọc (Lofted Surface) là mặt bọc qua một loạt các đường cong đã xác định trước bằng cách nối những giá trị thông số giống nhau từ
một đường này sang đường khác. Có thể tạo bề mặt mũi tàu hoặc đuôi tàu bằng
cách Loft một bề mặt đi qua các sườn đã xác định trước.
Từ giao diện của Autoship, chuyển sang Create Mode sau đó nhấp Create Surface.
Hộp thoại Create Surface xuất hiện, chọn Loft Tab và, Add lần lượt những
Hình 3.6. Các lựa chọn khi tạo mặt mũi tàu trong hộp thoại Create Surface.
Bề mặt mũi tàu được tạo ra ta tiến hành hiệu chỉnh bằng cách dịch chuyển các điểm Control theo các sườn đã xách định. khi tiến chỉnh trơn nên bật chế độ nhìn của
các hình chiếu để quan sát sự tương quan giữa chúng.
Để hỗ trợ cho việc làm trơn về mặt mũi tàu, vào mục Setting – Contours và thêm các nhóm mặt cắt ngang, mặt cắt dọc, mặt đường nước theo các thông số của
Hình 3.7. Hộp thoại Contours để thiết lập các nhóm mặt căt ngang, mặt cắt
Hình 3.8. Bề mặt mũi tàu sau khi chỉnh trơn.
2. Tạo mặt đuôi tàu
Phân đuôi tàu cách dựng giống như phần mũi tàu. Kết quả quá trình tạo và hiệu chỉnh phần đuôi tàu được thể hiện trên hình 3.8.
Với sự hỗ trợ của chức năng Contuors thì việc chỉnh trơn tuyến hình tàu mới
theo tuyến hình tàu mẫu thực sự dễ dàng và nhanh chóng.
Như vậy, tàu cá Ninh Thuận đã được tạo và chỉnh trơn bề mặt thân, tiếp theo tạo mặt boong, sỏ mũi và ky đáy theo tuyến hình tàu ngoài thực tế.
Hình 3.9. Bề mặt đuôi tàu sau khi chỉnh trơn.
Hình 3.11. Mô hình tàu cá tỉnh Ninh Thuận mô phỏng sau khi đi thực tế.
3. Kiểm tra bề mặt vỏ tàu sau khi chỉnh trơn tuyến hình
Autoship chức năng rất mạnh trong việc chỉnh tron tuyến hình. Như đã thấy
trên hình vẽ, chỉ mất thời gian ngắn ta đã cho ra đường hình trơn láng đẹp mắt mà vẫn đảm bảo được tính chính xác cần thiết. Đây là một yêu cầu đặc biệt quan trọng
Hình 3.12. Sườn lý thuyết tàu cá NT 90452.
Yêu cầu mặt cong của tàu phải trơn nghĩa là biến thiên độ cong trên toàn mặt
phải đều đặn, không có các vùng gãy khúc hoặc cong đột ngột. Các đường đường sườn, đường nước và đường cắt dọc trên hình 3.12 đã đảm bảo yêu cầu điều đó.
CHƯƠNG 4
PHÂN TÍCH TÍNH NĂNG TRONG AUTOSHIP
4.1 ĐO TỌA ĐỘ ĐƯỜNG HÌNH CỦA MỘT TÀU MẪU
Sau khi đi thực tế đo đạc nhóm chúng tôi đã tổng hợp số liệu bốn con tàu
theo như yêu cầu của đề tài. Sau một thời gian nhóm đã thảo luận và phân mỗi bạn
tính toán ổn định cho một con tàu cụ thể. Tôi được phân công tính toán cho loại tàu
đánh cá lưới rê. Sau đây tôi xin trình bày phương pháp tính và kết quả của con tàu mình đã chọn.
4.1.1 Thông số cơ bản của tàu được xác định
Tàu được đo là tàu đánh cá vỏ gỗ nghề lưới rê, số hiệu tàu là NT90452_TS
tàu hiện nay đang hoạt động tại vùng biển tỉnh Ninh Thuận. công suất máy chính : 320cv Chiều dài lớn nhất Lmax : 15,2 (m). Chiều dài tại đường nước thiết kế LTK : 13,84 (m).
Chiều rộng lớn nhất Bmax : 4,45 (m).
Chiều chìm trung bình TTK : 1,5 (m).
Chiều cao mạn H : 2,48 (m).
4.1.2 Bảng tọa độ đo được so với bảng tọa độ hiệu chỉnh
Khi tạo lưới và tiến hành vẽ tàu trong Autocad một vấn đề xảy ra đó là
đường bao ngoài và các sườn không trơn. Điều đó cũng là một vấn đề dễ hiểu vì khi tiến hành đo do đạc ngoài thực tế đã có không ít những yếu tố ngoại cảnh tác động như: gió thổi làm con dọi không thả đúng vị trí như mong muốn, mặt đất không
bằng phẳng trong khi ta lấy nó làm chuẩn, tàu khi kê lên đà có độ nghiêng dọc và nghiêng ngang nhất định, dây đo bị giãn hoặc chùng, sai số khi đo. Tất cả nhũng lý do trên đã cho thấy có sự sai số và đây là nguyên nhân khiến tôi và các bạn phải điều chỉnh các thông số tọa độ đườn hình tàu khi vẽ trong dao diện autocad 2D. Để
hạn chế sai số đó, tôi vẽ tọa độ tất cả các điểm đã đo được, sau đó bỏ qua một số điểm làm cho đường hình không trơn. Khi có sự hiệu chỉnh một hình chiếu, theo sau là sự thay đổi của cả hai hình chiếu còn lại nên phải đo và vẽ lại cho tương ứng
cả ba hình chiếu.
4.2 XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ TĨNH THỦY LỰC
Đường cong thủy lực biểu diễn sự thay đổi của các yếu tố tính nổi của tàu theo mớn nước. Để thuận lợi mà vẫn đảm bảo chính xác các yếu tố thủy lực của
thân tàu sẽ được tính theo phương pháp gần đúng (Phương pháp hình thang). Tính thủy lực của tàu bao gồm những yếu tố sau:
1. Diện tích mặt đường nước S (m).
2. Thể tích chiếm nước ứng với các mặt đường nước V (m3). 3. Diện tích mặt cắt ngang giữa tàu (m2).
4. Các hệ số hình dáng vỏ tàu. Hệ số béo thể tích.
Hệ số diện tích mặt đường nước.
Hệ số diện tích mặt cắt ngang.
5. Hoành độ trọng tâm mặt đường nước Xf (m). 6. Tọa độ tâm nổi Zc, Xc (m).
7. Chiều cao tâm nổi Zc (m). 8. Hoành độ tâm nổi Xc (m). 9. Bán kính ổn địng ngang r0 (m). 10. Bán kính ổn định dọc R0 (m).
Bảng 4.1. Bảng tính các yếu tố thủy tĩnh Mặt đường nước Các đại lượng Đ.Vị DN250 DN500 DN750 DN1000 DN1250 DN1500 DN1750 S m2 22.25 34.5 39.61 54.19 57.95 61.38 65.38 L M 10.263 11.451 12.268 13.006 13.557 14.09 14.53 B M 3.508 3.692 3.820 3.912 3.978 4.038 4.092 T M 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 V m3 4.08 11.86 21.13 31.6 43.12 55.54 68.7 D T 4.18 12.16 21.66 32.39 44.20 56.93 70.42 Msioy m3 5.14 -0.2 -2.87 -17.02 -23.24 -23.69 -38.66 Xf m 0.185 -0.051 0.032 -0.385 -0.484 -0.461 -0.717 Zci m 0.212 0.327 0.461 0.601 0.742 0.884 1.027 Xci m 0.157 0.106 0.059 -0.027 -0.136 -0.211 -0.284 Ix m4 21.9 31.98 40.75 48.94 56.23 61.17 68.13 Iy m4 243.62 377.00 496.81 622.93 734.49 846.97 947.94 r0 m 5.37 2.69 1.92 1.55 1.30 1.14 0.99 R0 m 59.62 31.76 23.50 19.71 17.03 15.48 13.79 α - 0.77 0.816 0.845 0.868 0.889 0.904 0.906 β - 0.902 0.916 0.918 0.919 0.921 0.922 0.921 δ - 0.551 0.561 0.601 0.621 0.639 0.652 0.66
4.3 Tính các yếu tố thủy lực tàu bằng modun autohydro (dùng dòng lệnh)
Như chúng ta đã biết, tính toán các yếu tố thủy tĩnh và ổn định của mô hình tàu ta có thể dùng hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất là sử dụng menu. Pháp
này phức tạp hơn là phải sử dụng modelmaker để hữu trợ trong việc tính toán.
Phương pháp thứ hai dùng dòng lệnh. Trong quá trình tìm hiểu tôi thấy phương
pháp thứ hai thuận tiện hơn nên tôi đã áp dụng cho đề tài của mình. Sau đây tôi
trình bày cách thực hiện và kết quả của con tàu NT90452 tôi đang tính.
Bước 1. Từ giao diện của autoship lưu file có đuôi *GF để chuyển sang
Autohydro tính toán công việc tiếp theo.
Hình 4.3. Lưu file *.GF trong môđun autoship.
Bước 2. Từ dao diện Autohydro chạy file *GF đã lưu trong môđun autoship
và nhấn vào editor của thanh hiển thị để bắt đầu nhập lệnh tính thủy tĩnh. Trong của
clear report plot on
read E: \detaitotnghiep T.V.Phương\tàu ca Ninh Thuận.GF water 1.03
ghs dr = 0.25,0.5,...,1.75/km hull dr = 0.25,0.5,...,1.75 /form angle 10, 20,..., 90
cc 0.25,0.5,...,1.75
Hình 4.4. Dao diện trong autohydro
Bước 3: Trong thanh menu Text editor, vào mục run – batch. Chương trình sẽ thực hiện tính toán các yếu tố của đường cong thủy lực cross curves và các thông số của mô hình tà ở những mớn nước tương ứng. Kết quả trong cửa sổ output và cửa sổ report.
Kết quả tính như sau :
Hydrostatic Properties
Draft is from Baseline.
No Trim, No heel, VCG = 0.000 Bảng 4.2. Tọa độ tâm nổi.
LCF Draft (m) Displ (MT) LCB (m) VCB (m) LCF (m) TPcm (MT/cm) MTcm (MT- m /deg) KML (m) KMT (m) 0.250 4.062 0.559a 0.145 0.337a 0.225 2.092 29.497 3.616 0.500 10.798 0.292a 0.293 0.059f 0.311 4.169 22.116 2.584 0.750 19.529 0.042a 0.443 0.490f 0.389 7.053 20.690 2.253 1.000 30.132 0.217f 0.597 0.850f 0.456 10.393 19.760 2.111 1.250 42.266 0.435f 0.749 0.970f 0.504 12.993 17.611 2.050 1.500 55.234 0.548f 0.896 0.877f 0.533 14.486 15.026 2.037 1.750 68.885 0.603f 1.041 0.784f 0.558 15.941 13.258 2.067 Water Specific Gravity = 1.030.
Hydrostatic Properties at Trim = 0.00, Heel = 0.00
Long. Location in m D r a f t @ L C F
3.0a 2.0a 1.0a 0.0a 1.0f
0.5 1.0 1.5 LCB m LCF m VCB m Displ.MT MT/cm Imm. Mom/Deg Trim KML KMT VCB m x 1 0.0 1.0 Displ.MT x 10 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 MT/cm Imm. x 1 -0.5 0.0 0.5 1.0 Mom/Deg Trim x 10 0.0 0.5 1.0 1.5 KML x 10 1.0 2.0 3.0 KMT x 1 1.0 2.0 3.0 4.0
Hull Form Coefficients (with appendages)
Draft is from Baseline Trim: zero
Heel: zero
Bảng 4.3. Các hệ số hình dáng.
Draft Volume Coefficients WS Area
m m3 Cp Cb Cms Cwp Cvp Cws m2 0.250 3.94 0.613 0.534 0.870 0.740 0.721 3.209 19.86 0.500 10.48 0.634 0.548 0.864 0.789 0.695 2.853 30.93 0.750 18.96 0.639 0.552 0.863 0.823 0.670 2.668 41.25 1.000 29.25 0.639 0.552 0.865 0.836 0.660 2.576 52.05 1.250 41.03 0.672 0.580 0.863 0.864 0.671 2.525 61.31 1.500 53.62 0.707 0.608 0.859 0.879 0.691 2.484 69.11 1.750 66.88 0.734 0.625 0.852 0.887 0.705 2.464 76.76
Note: Coefficients calculated based on waterline length at given draft
Curves of Form (with appendages)
Coefficient d r a f t m 0.0 0.5 1.0 0.5 1.0 1.5 Prismatic(Cp) Block(Cb) Midship(Cms) Water Plane(Cwp) Vol. m^3 WS Area m^2 Vert. Prismatic (Cvp) Wet Surface (Cws) Midship(Cms) x 0.1 8.0 9.0 Vol. m^3 x 10 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 WS Area m^2 x 10 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 Wet Surface (Cws) x 1 2.0 3.0 4.0
Hình 4.6. Đường cong các yếu tố tính nổi (Hydrostatic Curves).
Cross Curves of Stability
Righting Arms(heel) for VCG = 0.00 Trim zero at heel = 0 (RA Trim = 0)
Bảng 4.4. Mối liên hệ giữa lượng chiếm nước và góc nghiêng. Displ (MT) 10.000s 20.000s 30.000s 40.000s 50.000s 4.062 0.581s 0.926s 1.127s 1.275s 1.398s 10.798 0.442s 0.822s 1.100s 1.315s 1.517s 19.529 0.390s 0.760s 1.086s 1.356s 1.597s 30.132 0.369s 0.731s 1.077s 1.391s 1.629s 42.266 0.359s 0.718s 1.074s 1.398s 1.616s 55.234 0.356s 0.715s 1.073s 1.368s 1.570s 68.885 0.361s 0.723s 1.055s 1.315s 1.502s Displ (MT) 60.000s 70.000s 80.000s 90.000s 4.062 1.563s 1.838s 2.032s 2.021s 10.798 1.717s 1.847s 1.891s 1.839s 19.529 1.766s 1.828s 1.813s 1.730s 30.132 1.760s 1.803s 1.765s 1.662s 42.266 1.732s 1.764s 1.725s 1.624s 55.234 1.682s 1.716s 1.685s 1.599s 68.885 1.616s 1.663s 1.649s 1.581s
Water Specific Gravity = 1.030
Cross Curves
Displacement in Metric Tons
A r m s i n m 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Bảng 4.5 So sánh các yếu tố tính nổi
Hệ số Tính các yếu tố tính nổi khác
Diện tích mặt
đường mước S (m2) Thể tích V (m3) Tính tay
Tính Autohydro Tính tay