3.3.1 Chuyển file từ autoship sang autohydro:
Sau khi mô phỏng tàu bằng Autoship ta xuất file sang Autohydro dưới dạng đuôi GF1 như hình sau:
Hình 3.11: Chuyển autoship xang autohydro
Hình 3.12: hoàn thành trong modelmaker
Lưu file mới tạo và mở ra trong autohydro.
3.3.2 Tính trọng lượng và trọng tâm tàu không.
Công việc tính toán khối lượng và trọng tâm tàu không, nhằm mục đích xây dựng các trường hợp tải trọng tính toán phục vụ cho công việc tính toán ổn định tàu trong các trường hợp tải trọng nguy hiểm.
Tiến hành đo đạc, tính toán trong bảng Excel.
Phần tính toán chi tiết từng kết cấu sẽ được trình bày phần mục lục. Kết quả như sau:
Bảng 3.5: Trọng lượng và trọng tâm tàu không
STT Tên Tàu Trọng lượng tàu không Pv (tấn) Zg (m) Xg (m)
3 NA-94888-TS 60,62 2,2 -0,25
4 NA-90362-TS 63,2 2,3 -0,35
Đối với các tàu cá chụp 4 sào cũng như các tàu cá khác đăng kiểm quy định phải tính toán kiểm tra ổn định cho 4 trường hợp tải trọng nguy hiểm khác nhau:
+ TH2: Tàu về bến với 10% dự trữ và 100% cá.
+ TH3: Tàu về bến với 20% cá ,70% đá và 10% dự trữ.
+ TH4: Tàu về bến với 25% dự trữ và một mẻ lưới ướt trên boong . Bảng tính 4 trường hợp tải trọng của tập hợp tàu sẽ được đưa vào phần phụ lục của mỗi tàu.
3.3.3. Kiểm tra ổn định theo tiêu chuẩn thống kê (IMO).
Tiêu chuẩn ổn định là những chỉ tiêu, những định mức để đảm bảo cho con tàu được một độ ổn định cần thiết, đồng thời tiêu chuẩn ổn định còn là căn cứ để xác đinh và đánh giá tình trạng của con tàu. Tiêu chuẩn ổn định được đưa ra để đảm bảo ổn định cho tàu cần phải đảm bảo mức độ ổn định tối ưu, vì nếu dư hoặc thiếu về mặt ổn định đều ảnh hưởng đến tính năng khai thác của con tàu.
Hiện nay Việt Nam đang sử dụng hệ tiêu chuẩn do tổ chức IMO đề xuất năm 1974 và thực tế cho thấy khá phù hợp với những mẫu tàu cá Việt Nam.
Tiêu chuẩn này gồm một hệ với 6 điều kiện sau: + h0 ≥0.35m + lθ30 ≥0.22m + 0 0 30 25 ÷ ≥ m θ + ld30 ≥0.055(m) + ld40 ≥0.090(m) + ld40 −ld30 ≥0.030(m)
Theo tiêu chuẩn đã chọn, ta viết câu lệnh cho việc kiểm tra ổn định như sau : Limit tieuchuantauca IMO
Limit (1) area from 0 to 30 > .055 Limit (2) area from 0 to 40 > .09 Limit (3) area from 30 to 40 > .03 Limit (4) RA at 30 or Max > .22 Limit (5) Angle from 0 to Max > 30 Limit (6) absolute angle at RA0 >60
Limit (7) GM at Equil > .35
3.3.4 Tính ổn định khi chưa có gió tác động bằng module autohydro.
Để tính toán các yếu tố ổn định trong module autohydro ta thực hiện theo các bước sau:
Bước 1 : Nhập đường hình dưới đuôi .gf lưu bên Autoship sang .
Bước 2 : Dựa vào bảng tính trọng lượng tàu theo các trường hợp tải trọng ta
viết các dòng lệnh để nhập trọng lượng của tàu vào autohydro. Dán câu lệnh tính trọng lượng vào mục Editor trong autohydro, nhập chọn Run.
Bước 3 :Vào report quan sát kết quả autohydro xuất ra, phần mềm sẽ kiểm tra và đánh giá ổn định cho tàu đang tính toán đồng thời thể hiện đường cong ổn định tĩnh và động trên đồ thị ổn định.
Ở đây chúng em xin trình bày phần tính toán của trường hợp nguy hiểm nhất, đó là trường hợp 2: Tàu về bến với 10% dự trữ và 100% cá. Còn các trường hợp còn lại tính tương tự và kết quả xem ở phần phụ lục. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau đây là kết quả tính toán của tập hợp tàu đã lựa chọn: 1- Tàu NA-94888 -TS: • Trường hợp 2: Tàu về bến với 10% dự trữ và 100% cá P Xg Mx Zg Mz STT Các thành phần tải trọng TẤN M T.M M T.M 1 Tàu không 60.62 -0.25 -15.155 2.2 133.364 2 Lương thực 0.12 -8.7 -1.044 1.6 0.192 3 Thuyền viên - hành lý 1.5 -4.847 -7.2705 4.2 6.3 4 Nước ngọt 0.4 -7.7 -3.08 1.32 0.528 5 Nhiên liệu 1.5 -6.7 -10.05 1 1.5 6 Lưới 4 5 20 3 12 7 Cá + Đá 60 4.2 252 0.75 45 TỔNG CỘNG 128.14 1.84 235.40 1.55 198.88
Ta viết dòng lệnh:
Limit tieuchuantauca IMO
Limit (1) area from 0 to 30 > .03 Limit (2) area from 0 to 40 > .09 Limit (3) area from 30 to 40 > .05 Limit (4) RA at 30 or Max > .22 Limit (5) Angle from 0 to Max > 25 Limit (6) GM at Equil > .35
Limit (7) absolute angle at RA0 >60 fld (1) "Mep boong " 2.65a 3.5 2.6
weight 60.611 0.25a 0 2.2
note truong hop 2: 10%du tru va nhien lieu,100%ca Add "thuyen vien va hanh ly" 1.5 4.847a 0 4.2 Add "luong thuc va thuc pham" 0.12 8.7a 0 1.6 Add "nuoc ngot" 0.4 7.7a 0 1.32
Add "nhien lieu" 1.5 6.7a 0 1 Add "luoi" 4 5f 0 3
Add "da va ca"60 4.2f 0 0.75
so status
Hình 3.13: Mô phỏng tàu NA-94888-TS với trường hợp tải trọng 2 Đồ thị ổn định:
Righting Arms vs. Heel - IMO
Heel angle (Degrees)
A r m s i n m 0.0s 50.0s 100.0s 0.0 0.5 1.0 Righting Arm R. Area Equilibrium GMt
- Righting Arm : cánh tay đòn ổn định tĩnh - R Area : cánh tay đòn ổn định động - Equilibrium : trạng thái cân bằng - GMt : chiều cao tâm ồn định ban đầu
IMO
Tiêu chuẩn Giá trị tiêu chuẩn Giá trị thực tế
Số dư Duyệt (1)Hiệu hai cánh tay đòn ổn định >0.0300 m-R 0.283 0.253 Có (2) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 400 >0.0900 m-R 0.476 0.386 Có (3) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 300 >0.0500 m-R 0.193 0.143 Có (4) Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại góc nghiêng 300 >0.220 m 1.145 0.925 Có (5) Góc ứng với tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất >25.00 deg 41.25 16.25 Có
(6) Chiều cao tâm ổn định ban đầu >0.350 m 2.070 1.720 Có
(7) Góc lặn >60.00 deg 95.00 35.00 Có
Nhận xét: Tàu NA- 94888-TS đáp ứng đầy đủ các điều kiện ổn định của tiêu chuẩn IMO. 2- Tàu NA-90362-TS: • Trường hợp 2: Tàu về bến với 10% dự trữ và 100% cá P Xg Mx Zg Mz STT Các thành phần tải trọng TẤN M T.M M T.M 1 Tàu không 63.2 -0.35 -22.12 2.3 145.36 2 Lương thực 0.12 -8.712 -1.044 1.8 0.216 3 Thuyền viên - hành lý 1.5 -4.848 -7.271 4.7 7.05 4 Nước ngọt 0.4 -7.8 -3.08 1.75 0.7 5 Nhiên liệu 1.5 -6.8 -10.05 1.3 1.95 6 Lưới 4 5 20 3.5 14 7 Cá + Đá 60 4.6 252 0.75 45 TỔNG CỘNG 130.72 1.75 228.44 1.64 214.28
Ta viết dòng lệnh:
Limit tieuchuantauca IMO
Limit (1) area from 0 to 30 > .03 Limit (2) area from 0 to 40 > .09 Limit (3) area from 30 to 40 > .05 Limit (4) RA at 30 or Max > .22 Limit (5) Angle from 0 to Max > 25 Limit (6) GM at Equil > .35
Limit (7) absolute angle at RA0 >60 fld (1) "Mep boong " 3.9a 3.5 3.1
weight 63.2 0.35a 0 2.3
note truong hop 2: 10%du tru va nhien lieu,100%ca Add "thuyen vien va hanh ly" 1.5 4.848a 0 4.7 Add "luong thuc va thuc pham" 0.12 8.712a 0 1.8 Add "nuoc ngot" 0.4 7.8a 0 1.75
Add "nhien lieu" 1.5 6.8a 0 1.3 Add "luoi" 4 5f 0 3.5
Add "da va ca"60 4.6f 0 0.75 so (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
status
Hình 3.14: Mô phỏng tàu NA-90362-TS với trường hợp tải trọng 2. Đồ thị ổn định:
Righting Arms vs. Heel - IMO Heel angle (Degrees)
A r m s i n m 0.0s 50.0s 100.0s 0.0 0.5 1.0 1.5 Righting Arm R. Area Equilibrium GMt
IMO
Tiêu chuẩn Giá trị tiêu chuẩn Giá trị
thực tế Số dư Duyệt (1)Hiệu hai cánh tay đòn ổn định >0.0300 m-R 0.297 0.267 Có (2) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 400 >0.0900 m-R 0.504 0.414 Có (3) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 300 >0.0500 m-R 0.207 0.157 Có (4) Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại góc nghiêng 300 >0.220 m 1.294 1.074 Có (5) Góc ứng với tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất >25.00 deg 46.15 21.15 Có
(6) Chiều cao tâm ổn định ban đầu >0.350 m 2.196 1.846 Có
(7) Góc lặn >60.00 deg 95.00 35.00 Có
Kết luận : Các trường hợp còn lại tính tương tự và ta có bảng so sánh ổn
định 4 TH nguy hiểm theo tiêu chuẩn IMO của 2 tàu như sau:
Bảng 3.6: Bảng tổng hợp các trường hợp nguy hiểm theo IMO tàu NA-94888-TS
Giá trị thực tế Tiêu chuẩn Giá trị tiêu
chuẩn TH1 TH2 TH3 TH4
(1)Hiệu hai cánh tay đòn ổn định >0.0300 m-R 0.306 0.283 0.321 0.294 (2) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 400 >0.0900 m-R 0.505 0.476 0.524 0.46 (3) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 300 >0.0500 m-R 0.199 0.193 0.203 0.166 (4) Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại góc nghiêng 300 >0.220 m 1.163 1.145 1.2 0.96 (5) Góc ứng với tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất >25.00 deg 40 41.25 41 36.89
(6) Chiều cao tâm ổn định ban đầu >0.350 m 2.276 2.07 2.492 2.413
Bảng 3.7: Bảng tổng hợp các trường hợp nguy hiểm theo IMO tàu NA-90362-TS
Giá trị thực tế Tiêu chuẩn Giá trị tiêu
chuẩn TH1 TH2 TH3 TH4
(1)Hiệu hai cánh tay đòn ổn
định >0.0300 m-R 0.322 0.297 0.34 0.309 (2) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 400 >0.0900 m-R 0.526 0.504 0.547 0.476 (3) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 300 >0.0500 m-R 0.204 0.207 0.207 0.167 (4) Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại góc nghiêng 300 >0.220 m 1.217 1.294 1.252 0.96 (5) Góc ứng với tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất >25.00 deg 43.51 46.15 46.03 33.75 (6) Chiều cao tâm ổn định ban
đầu >0.350 m 2.478 2.196 2.677 2.577
(7) Góc lặn >60.00 deg 95 95 95 88.55
Dựa trên tập hợp tàu đã chọn ta có thể thấy hầu như các tàu do ngư dân đóng theo phương pháp truyền thống đều đảm bảo ổn định tĩnh theo tiêu chuẩn IMO. Tuy nhiên với giá trị h0 cao hơn nhiều so với điều kiện của tiêu chuẩn chứng tỏ ổn định ban đầu của tàu lớn, nhưng chu kỳ lắc của tàu sẽ giảm làm tàu lắc mạnh. Và ta thấy cả 2 tàu, ở trường hợp tải trọng 2 thì tàu kém ổn định nhất. Chu kỳ lắc của tàu được tính theo cống thức :
T = CB h0 =
0,8B
h0
Với B - là chiều rộng lớn nhất của tàu
h0 - Chiều cao tâm ổn định ban đầu của tàu. Bảng 3.1 sẽ cho thấy quan hệ giữa hai thông số trên
Bảng 3.8 : So sánh chiều cao tâm ổn định ban đầu và chu kỳ lắc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
STT Tên tàu h0 T
1 NA-94888-TS 2.07 3.89
2 NA-90362-TS 2.196 3.78
Dựa vào bảng tổng hợp trên có thể nhận thấy, trong 2 tàu đang xét các giá trị ổn định của tàu đều lớn hơn tiêu chuẩn IMO rất cao, nhưng biên độ lắc thấp sẽ làm tàu lắc mạnh trong khi hoạt động. Điều này phù hợp với thực tế khảo sát, hầu như các tàu tại Nghệ An đều ổn định tốt nhưng lại lắc khá mạnh. Trong tập hợp tàu đang xét thì tàu NA-94888-TS có tính năng tốt hơn so với các tàu khác trong tập hợp khi đảm bảo hài hòa giữa hai thông số.
3.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU ĐỰNG SÓNG GIÓ CỦA MẪU TÀU KHẢO SÁT TRONG THỰC TẾ. KHẢO SÁT TRONG THỰC TẾ.
3.4.1 Đặt vấn đề:
Như đã biết, khả năng gây ra lật tàu do thiếu ổn định thường hay xuất hiện trong các điều kiện thời tiết bất lợi, tương ứng với các điều kiện sóng gió cụ thể. Trong khi đó, việc tính toán kiểm tra ổn định tàu theo các tiêu chuẩn ổn định có trong các Quy phạm tàu hiện hành chưa đánh giá được khả năng chịu đựng sóng gió thực tế của tàu. Mặt khác kết quả tính toán theo Quy phạm chỉ khẳng định tàu có khả năng hoạt động an toàn mà không nêu rõ cấp sóng gió mà tàu có thể chịu được. Vì thế, trong phần này chúng tôi sẽ tính toán ổn định của tàu trong điều kiện sóng gió cụ thể, từ đó xác định được cấp sóng gió mà tàu có thể hoạt động. Việc tính toán được thực hiện trong module autohydro, đồng thời tiến hành kiểm tra ổn định theo các hệ tiêu chuẩn thời tiết và tiêu chuẩn thống kê. Từ đó có thể đưa ra cấp sóng gió mà tàu có thể hoạt động một cách chính xác nhất.
Phân tích, lựa chọn các chế độ tải trọng nguy hiểm để tính toán và đánh giá mức độ ổn định tàu. Tôi nhận thấy trong 4 trường hợp tải trọng thì trường hợp 2 tải trọng Tàu về bến với 10% dự trữ và 100% cá có lượng chiếm nước và chiều cao trọng tâm lớn, đồng thời khả năng chịu sóng gió trong trường hợp này cũng kém
hơn các trường hợp còn lại, nên tôi lựa chọn trường hợp tải trọng 2 để tính toán và đánh giá mức ổn định.
3.4.2 Kết quả tính toán ổn định.
Trong phần này sẽ sử dụng câu lệnh tính ổn định trong module autohydro có thêm áp lực gió tác động lên tàu. Mỗi cấp gió có một áp lực gió khác nhau,bằng cách thay đổi áp lực gió theo bảng “phân cấp sóng gió Việt Nam” ta sẽ tìm ra cấp gió mà tàu có thể chịu được :
Bảng 3.9: BẢNG CẤP GIÓ VÀ SÓNG (Việt Nam)
Cấp gió Vận tốc gió (m/s) Áp lực gió (Pa)
4 8.05 0.039 5 10.8 0.071 6 12.5 0.095 7 17.2 0.181 8 20.8 0.26 9 24.16 0.35 10 28.3 0.49
Với cách lập luận như trên, ta viết lại câu lệnh tính ổn định cho tàu và tiến hành tính toán tương tự như phần 3.3.
Limit tieuchuantauca IMO
Limit (1) area from 0 to 30 > .055 Limit (2) area from 0 to 40 > .09 Limit (3) area from 30 to 40 > .03 Limit (4) RA at 30 or Max > .22 Limit (5) Angle from 0 to Max > 30 Limit (6) GM at Equil > .35
Limit (7) Angle from 0 to Ra0 > 60 .TCOD
roll ?
note gio cap 6
wind ( pressure ) 0.095 hmmt report
hmmt wind / const /gust:1.2 solve
status
ra /lim /notes
Sau đây là kết quả tính toán của tập hợp tàu đã lựa chọn : 3.4.2.1- Tàu NA- 94888-TS:
TH2 : Tàu về bến với 100% cá và 10% dự trữ.
Hình 3.15: Mô phỏng tàu NA- 94888-TS TH2 khi gặp gió cấp 7
Righting Arms vs. Heel - IMO
Heel angle (Degrees) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
A r m s i n m 10.0s 20.0s 30.0s 40.0s 50.0s 60.0s 70.0s 80.0s 0.0 0.5 1.0 Righting Arm Heeling Arm R. Area Equilibrium GMt
- Righting Arm : cánh tay đòn ổn định tĩnh. - Heeling Arm : cánh tay đòn ổn định khi có gió. - R.Area : cánh tay đòn ổn định động.
- E.quilibrium : trạng thái cân bằng. -GMt : chiều cao tâm ổn định.
IMO
Tiêu chuẩn Giá trị tiêu
chuẩn
Giá trị
thực tế Số dư Duyệt (1) Hiệu hai cánh tay đòn ổn định >0.0300 m-R 0.190 0.160 Có (2) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 400 >0.0900 m-R 0.285 0.195 Có (3) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 300 >0.0550 m-R 0.095 0.045 Có (4) Cánh tay đòn ổn định tĩnh tại góc nghiêng 300 >0.220 m 0.575 0.355 Có (5) Góc ứng với tay đòn ổn định tĩnh lớn nhất >25.00 deg 28.26 3.26 Có
(6) Chiều cao tâm ổn định ban đầu >0.350 m 2.089 1.739 Có
(7) Góc lặn >60.00 deg 76.46 16.46 Có
Nhận xét: Tàu NA-94888 ổn định ở áp lực gió cấp 7, Độ nghiêng sóng cao
nhất ở mạn trái 1.884m, thấp nhất ở mạn phải 0.927 m.
Hình 3.16: Mô phỏng tàu NA- 94888-TS TH2 khi gặp gió cấp 8
Đồ thị ổn định:
Righting Arms vs. Heel - IMO
Heel angle (Degrees)
A r m s i n m 10.0s 20.0s 30.0s 40.0s 50.0s 60.0s 70.0s 0.0 0.5 1.0 Righting Arm Heeling Arm R. Area Equilibrium GMt
Tiêu chuẩn Giá trị tiêu chuẩn
Giá trị
thực tế Số dư Duyệt (1) Hiệu hai cánh tay đòn ổn định >0.0300 m-R 0.128 0.098 Có (2) Cánh tay đòn ổn định động tại góc nghiêng 400 >0.0900 m-R 0.165 0.075 Có