+
Труды Крыловского государственного научного центра
2022. — Выпуск 3(401)
Содержание:
+
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является влияние масштабного эффекта на ходовые качества современных грузопассажирских судов. Цель - оценка влияния масштабного эффекта на ходовые качества двухвального грузопассажирского судна (ГПС).Материалы и методы. Предлагается метод прогнозирования ходовых качеств судна по результатам испытаний его модели. Указанный метод работоспособен для одновальных и двухвальных судов.Основные результаты. Показано, что предлагаемый метод прогнозирования ходовых качеств судна по результатам испытаний его модели по своим качествам близок к лучшим методам прогнозирования ходовых качеств одновального судна. Использование рассматриваемого метода не приводит к парадоксам при его применении для двухвальных ГПС. С применением данного метода выполнены расчеты ходовых качеств таких судов.Заключение. Учет влияния масштабного эффекта на ходовые качества двухвального ГПС с выкружками для крепления гребных винтов не приводит к изменению прогнозируемой величины скорости хода.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектами исследования являются модели гребных винтов и рабочего колеса водомета. Цель работы - валидация нового расчетного модуля отечественного программного комплекса инженерного анализа «ЛОГОС» и технологии его использования для прогнозирования гидродинамических характеристик (ГДХ) судовых движителей на основе сравнения с данными экспериментальных исследований и эталонных расчетов в зарубежном коммерческом программном обеспечении.Материалы и методы. Для определения ГДХ судовых движителей используются методы вычислительной гидродинамики. Характеристики течения вязкой жидкости находятся из решения методом контрольного объема нестационарных уравнений Рейнольдса (RANS), замкнутых двухпараметрической полуэмпирической моделью турбулентности. Для валидации результатов численного моделирования в программном комплексе «ЛОГОС» применяются данныеэкспериментальных исследований и эталонных расчетов, выполненных в Крыловском центре.Основные результаты. Валидация нового расчетного модуля программного комплекса «ЛОГОС», выполненная на основе сравнения с результатами экспериментальных исследований и эталонных расчетов, демонстрирует высокую точность современного отечественного программного обеспечения в области вычислительной гидродинамики прирешении задач определения гидродинамических характеристик гребных винтов.Заключение. В работе показано, что определение ГДХ моделей судовых движителей в однородном потоке вязкой жидкости может быть выполнено с использованием отечественного программного комплекса «ЛОГОС». Точностьпрогнозирования ГДХ гребных винтов при этом не уступает ведущим зарубежным программным продуктам и подтверждается результатами экспериментальных исследований, выполненных в глубоководном опытовом бассейне Крыловского центра. Вместе с тем требуется дальнейшее развитие пакета программ «ЛОГОС» для корректного решения более сложных задач, связанных с судовыми движителями.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. В исследовании рассматриваются подходы для учета слошинга и наличия скорости хода судна и их влияние при определении откликов судна по внешним нагрузкам на корпус.Материалы и методы. Применяется трехмерный панельный метод для решения гидродинамической задачи об обтекании судна потенциальной жидкостью на регулярном волнении. Для учета слошинга используется непосредственно моделирование внутренних танков, также с потенциальной жидкостью внутри. Учет скорости производится с помощью добавочного потенциала набегающего потока.Основные результаты. Произведен сравнительный анализ амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) амплитуд качки и изгибающих моментов с учетом и без учета вносимых в механическую модель дополнительных факторов.Заключение. В ходе работы решена задача о качке судна на регулярном волнении с учетом слошинга и скорости хода. Проведен анализ влияния на отклики рассматриваемой механической системы учета рассматриваемых факторов. Используемый панельный метод показывает гибкость по отношению к учету дополнительных факторов моделирования и является перспективным направлением для исследования нелинейных эффектов прикачке на волнении.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. В работе исследуется влияние крыльчатого обтекателя на гидродинами- ческие, кавитационные и акустические характеристики движительного комплекса, представляющего собой гребной винт в насадке.Материалы и методы. В ходе выполнения работы спроектировано два варианта крыльчатого обтекателя (КО)с учетом поля скоростей за гребным винтом. Проведены экспериментальные исследования модели движительного комплекса с моделями гладкого обтекателя и спроектированными КО. Дополнительно исследовалось влияние положения лопастей обтекателя относительно лопастей гребного винта (между лопастей и в следе за лопастями).Основные результаты. В ходе работы получены коэффициенты упора и момента, числа кавитации, измерено акустическое излучение для исследуемых компоновок движительного комплекса.Заключение. Выполнено сравнение и сделаны выводы об эффективности применения крыльчатых обтекателей.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются компактные резонирующие (резонансные) полосовые вибропоглотители (РПВ). Цель - разработка метода расчета динамической прочности (вибропрочности) РПВ, предназначенного для оценки возможности их применения в судовых валопроводных системах. Материалы и методы. Исходными данными и материалом для исследования являлись конструкция РПВ и амплитудное значение переменных составляющих сил, сопровождающих изгибную вибрацию валопровода. Применены упрощенные методы расчета динамики и прочности тонких пластин при их деформировании в упругой области. Основные результаты. Разработан метод расчета динамической прочности РПВ. Получены соотношения, позволяющие выбрать геометрические размеры РПВ, обеспечивающие их динамическую прочность и эффективность виброгашения.Заключение. Подтверждена возможность обеспечения вибропрочности РПВ, предназначенных для гашения вибрации пролета валопровода, с учетом принятых в задаче исходных данных.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является трехслойная пластина, образованная двумя жесткими анизотропными слоями и мягким средним изотропным слоем из вязкоупругого полимера. Каждый жесткий слой представляет собой анизотропную структуру, формируемую конечным числом произвольно ориентированных ортотропных вязкоупругих слоев композитов.Цель работы - исследование влияния ориентации армирования жестких слоев, относительной толщины мягкого слоя изотропного вязкоупругого полимера и температуры окружающей среды на величины собственных частот и коэффициентов механических потерь связанных затухающих колебаний симметричной и асимметричной безопорных вязко-упругих трехслойных композитных пластин.Материалы и методы. Численный эксперимент с помощью компьютерной программы, реализующей предложенный ранее метод решения связанных дифференциальных уравнений затухающих колебаний анизотропных трехслойных пластин [2].Основные результаты. Показано, что в безопорной глобально моноклинной симметричной трехслойной прямоугольной пластине возникает изгибно-крутильное взаимодействие, порождающее взаимные трансформации собственных форм связанных мод колебаний в случае, если хотя бы в одном из направлений пластины одна из собственных форм характеризуется четным числом четвертей волны, а другая собственная форма - нечетным числом четвертей волны. В безопорной глобально ортотропной асимметричной трехслойной прямоугольной пластине возникает взаимодействие изгибных мод колебаний в двух взаимно ортогональных плоскостях, если в главных направлениях пластиныобе собственные формы характеризуются либо четным, либо нечетным числом четвертей волны.Установлено, что каждой моде собственных колебаний как симметричных, так и асимметричных трехслойных пластин соответствует эффективная относительная толщина мягкого слоя изотропного вязкоупругого полимера, соответствующая максимальному уровню диссипативных свойств. Дальнейшее увеличение относительной толщины часто сопровождается снижением величин коэффициентов механических потерь. Продемонстрировано существенное влияние температуры окружающей среды на величины собственных частот и коэффициентов механических потерь всех рассматриваемых мод колебаний симметричных и асимметричных безопорных прямоугольных трехслойных композитных пластин.Заключение. Установлено, что связанные затухающие колебания симметричной трехслойной пластины описываются двумя системами дифференциальных уравнений, структуры которых близки структурам систем соответствующих дифференциальных уравнений, описывающих затухающие колебания квазиоднородной моноклинной пластины. В то же время связанные затухающие колебания асимметричной трехслойной пластины описываются двумя системами дифференциальных уравнений, совпадающими с системами соответствующих дифференциальных уравнений, описывающих затухающие колебания глобально ортотропной трехслойной пластины.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является анализ влияния формы кормовой оконечности крупнотоннажных судов ледового плавания на показатели ледовой ходкости при движении задним ходом. Цель работы - выявление дополнительных специфических факторов, влияющих на показатели ледовой ходкости при движении кормой вперед, которые обычно не учитываются при рассмотрении переднего хода.Материалы и методы. Материалом для разработки служат данные модельных экспериментов, а также ранее опубликованные работы, посвященные изучению движения судна кормой вперед в ледовых условиях.Основные результаты. Проанализированы результаты испытаний моделей крупнотоннажных судов ледового плавания, движущихся кормой вперед, в ледовом бассейне. Выявлены и обсуждены особенности взаимодействия кормовой оконечности с ледяным покровом по сравнению с режимом движения носом вперед. Выполнены приближенные оценки размеров обломков льда, образующихся при заднем ходе крупнотоннажных судов. Полученные результатысоздают предпосылки для создания методологии проектирования крупнотоннажных судов с увеличенной ледопроходимостью.Заключение. Выполнен анализ характера взаимодействия крупнотоннажных судов со льдом при движении кормой вперед на основе модельных испытаний в ледовом бассейне. Сделан вывод о том, что для создания расчетной методики ледового сопротивления при движении судна кормой вперед необходимо выработать новые критерии к описанию основных составляющих формы обводов корпуса и особенностей взаимодействия корпуса со льдом.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектом исследования являются современные технические решения для удаления воздушных масс, проникающих в трубопроводы балластных систем плавучих доков, применяемые в судостроении. Цель работы - определение эффективности различных конструкторских решений и специальных устройств, применяемых в процессе создания и эксплуатации плавдоков, путем моделирования процессов сепарации аэрированных пространственных потоков в насосных камерах и коллекторах балластных систем на экспериментальной установке. Материалы и методы. Официальные информационные материалы в области науки и техники на тему аналитических и экспериментальных исследований процессов удаления воздуха в судовых системах. Методология механики жидкости и газа, методы теории размерности, экспериментальные методы.Основные результаты. Рассмотрены достижения в области создания и эксплуатации балластных систем плавучих доков и плавучих буровых установок, а также в гидротехнических сооружениях. На экспериментальной гидравлической установке с помощью модифицируемых макетов по разработанной программе и методике проведены испытания ряда специальных технических решений, применяемых в балластных системах плавучих сооружений для управления процессами отделения и удаления воздуха, проникающего во всасывающие трубопроводы.В связи с известной сохраняющейся проблемой продления работы балластных насосов на заключительных стадиях дебалластировки отсеков плавдоков выполнена экспериментальная оценка оригинальности и прогрессивности ряда компоновочных конструкторских решений, применяемых в водоводах насосных отделений плавучих доков. В балластных системах проявились несовершенства внутренних устройств в сборных трубопроводах-коллекторах и насосных камерах, обусловленные гидромеханическими особенностями взаимодействия двухфазных потоков в замкнутом стесненном пространстве. Сложившееся состояние вопросов характеризует недостаточный уровень изученности течений в рассматриваемых условиях, определяющих развитие исследуемых объектов на современном этапе. Выявлены основные закономерности поведения избыточно аэрированных потоков в условиях водоводов балластных систем в насосном отделении, которые обладают физическими параметрами, установленными, согласно спецификациям, на применяемое в составе систем штатное насосное оборудование. Выполненные исследования восполняют недостающую информацию о поведении и взаимодействии аэрированных потоков внутри коллекторов и насосных камер различного конструктивного исполнения. Определены характерные значимые причины, препятствующие оптимизации происходящих процессов сепарации, обозначены перспективные конструктивные направления совершенствования применяемых балластных систем. Заключение. Достигнутые результаты работ позволяют принимать рациональные решения о применении конкретного типа оборудования и оснащения в определенных условиях эксплуатации в составе балластных систем плав-доков и других плавсооружений сходного назначения. Предложенные технические решения актуальны для разработки более совершенного конструктивного исполнения сборных трубопроводов и насосных камер.Экспериментальные материалы пригодны также для развития требований в области проектирования балластных систем плавучих доков и других плавсооружений с высокопроизводительными насосами. Полученные сведения о поведении аэрированных пространственных потоков жидкостей внутри замкнутых камер с изменяемым проходным сечением по мере поступления среды к насосу могут быть полезны и при проектировании рациональных водоводных камер в гидротехнических сооружениях с высокопроизводительными лопастными насосами.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектом являются системы энергообеспечения резидентных подводных роботов и робототехнических комплексов. Цель состоит в разработке и исследовании новых способов и устройств энергообеспечения резидентных подводных роботов и робототехнических комплексов, а также в поиске путей их совершенствования.Материалы и методы. Исследование проводилось на основе аналитических методов расчета и исследования систем энергообеспечения резидентных подводных роботов и робототехнических комплексов.Основные результаты. Разработаны новые системы и устройства энергообеспечения резидентных подводных роботов и робототехнических комплексов, преобразующие энергию Мирового океана в электрическую энергию для заряда аккумуляторных батарей. Все разработанные системы и устройства защищены патентами Российской Федерации.Заключение. Результаты разработки и исследования расширяют возможности выбора оптимального варианта системы энергообеспечения резидентных подводных роботов и робототехнических комплексов и способствуют ускорению процесса внедрения их на практике.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Устройства мягкого пуска (УМП) предназначены для автономных электроэнергетических систем с целью предотвращения бросков тока, вызванных насыщением магнитопровода силовых трансформаторов и зарядом конденсаторов преобразователей частоты.Материалы и методы. Дается графическое описание процесса, сопровождаемого бросками тока при включении, и схемотехническое решение, на основе которого осуществляется мягкий пуск для трансформаторов главного распред-устройства (ГРУ).Основные результаты. Разработаны принципиальные схемы и конструкторская документация УМП, приведен внутренний вид поставочного устройства.Заключение. Устройство УМП прошло приемосдаточные испытания и готово к поставке для дальнейшей эксплуатации.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Оценки уровня подводного шума движущегося широкополосного источника, получаемые прямым и косвенным методами, с использованием комбинированного приемника звукового давления и компонент вектора колебательной скорости.Материалы и методы. Теоретические исследования с помощью компьютерного моделирования, натурные эксперименты в реальных условиях измерения, статистический анализ результатов экспериментов.Основные результаты. По представительным выборкам выполнено сравнение оценок уровня шума, получаемых прямым методом, только по каналу звукового давления, и косвенным методом, путем пересчета значений потокаакустической мощности в идеальных условиях и в условиях реальной акватории.Заключение. В идеальных условиях измерения статистически значимое различие двух способов оценивания имеет место только на частотах ниже 16 Гц. По результатам натурного эксперимента в реальных условиях показано, что оценка,полученная на основе вектора плотности потока мощности, обладающего пространственной избирательностью, характеризуется большей достоверностью и точностью, т.к. меньше подвержена влиянию отражений от границ акватории.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Статья является частью процесса подготовки проекта национального стандарта Российской Федерации (далее - Стандарт), включающего общие положения с описанием источников техногенного подводного шума морских судов, нефтегазопромысловых сооружений и объектов портовой инфраструктуры.Материалы и методы. В работе рассматриваются вопросы, касающиеся источников техногенного подводного шума от морской промышленной и транспортной деятельности на Северном морском пути и других акваториях российских морей. Информация об источниках указанного шума, в т.ч. в ледовых условиях, основывается на обобщении публикаций и материалов в СМИ, посвященных данной проблеме, а также на опыте работы сотрудников Крыловского центра.Основные результаты. Выполнена оценка основных источников техногенного подводного шума морских судов, морских нефтегазопромысловых сооружений и объектов портовой инфраструктуры. Результаты исследования предназначены для использования при подготовке проекта Стандарта, направленного на регламентацию техногенного подводного шума в акваториях российских морей.Заключение. Приведенное в статье техническое описание объектов морской техники дает возможность определить основные направления стандартизации параметров их подводной шумности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. В статье изучается поведение анизотропных упругих тел цилиндрической формы (ортотропной оболочки и трансверсально-изотропного стержня). Цель - нахождение фазовых скоростей упругих волн в этих телах с помощью приближений тонких оболочек и строгого подхода на основе динамической теории упругости с использованием потенциалов «типа Дебая». В предыдущих исследованиях анизотропных структур использовались анизотропные среды или анизотропные полупространства.Материалы и методы. В работе используются как приближенный метод тонких оболочек, так и строгий подход на основе динамической теории упругости и потенциалов «типа Дебая».Основные результаты. Получены уравнения для нахождения фазовых скоростей упругих волн в анизотропных телах цилиндрической формы. Вычислены фазовые скорости продольных и изгибных волн в анизотропном цилиндрическом стержне.Заключение. В результате проведенных исследований удалось найти соотношения для вычисления фазовых скоростей упругих волн в ортотропной оболочке и трансверсально-изотропном стержне.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Исследование посвящено проблемам добычи железомарганцевых конкреций со дна Мирового океана. Эта добыча пока незначительна и составляет не более 2 % стоимости руд, добываемых на суше, однако ее потенциал несоизмеримо велик. Большой интерес представляет глубоководная зона разломов Кларион-Клиппертон, где зарегистрировано одно из самых больших месторождений железомарганцевых конкреций. Многие годы разработку глубоководных месторождений таких конкреций считали малорентабельным и сложным процессом, однако в последнее время позиция исследователей меняется. Для повышения рентабельности требуется минимизировать число подъемов-спусков и, следовательно, иметь корпусные конструкции больших размеров.Основные результаты. Для решения поставленной задачи предлагается конструкция корпуса подводного аппарата по типу т.н. поликорпуса. Основная его идея связана с тем, что для подкрепленных цилиндрических оболочек большого диаметра цилиндрическая форма корпуса не является эффективной из-за технологических (по толщине) и прочностных ограничений. Поликорпус, диаметр которого составляет от 20 м, содержит не менее 12 модулей диаметром 2-4 м. Модули соединяются двойными стрингерами, рамными шпангоутами и переходными тамбурами. Их функциональное назначение: энергетический модуль, прочная цистерна, жилой модуль, поплавки, обогатительное производство, склад и ремонтная база добывающей робототехники, спасательный модуль и т.п. Предлагаемые конструктивные решения можно также использовать для подъема крупногабаритных затонувших объектов.Заключение. Исследования в этой области все больше становятся прерогативой государств, т.к. с одной стороны они требуют большого объема капитальных вложений, а с другой - обнаруженные в конкрециях металлы постоянно дорожают. Разработка новых технологий стимулирует технологическое развитие всей промышленности и открывает новые перспективы для экономической системы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Объект и цель научной работы. Объектом исследования является отечественное судостроение, его проблемы и пути их решения. Статья написана с целью изучения текущего состояния российской судостроительной отрасли, исследования задач ее дальнейшего развития и формулирования первоочередных мероприятий, стимулирующих данное развитие.Материалы и методы. Решение поставленных в статье задач осуществлялось на основе применения общенаучных методов в рамках сравнительного, логического и статистического анализа, изучения литературных источников порассматриваемой проблеме, а также посредством исследования структур отечественных судостроительных производств, методов ценообразования, финансового анализа и др. Материалом являются обширные статистические данные по производственным программам судостроительных заводов.Основные результаты. Выполнено исследование состояния современного отечественного судостроения. Анализ тенденций развития мирового судостроения на рубеже веков позволил обозначить генеральные направления, формирующие образ перспективных российских судостроительных технологий. Сделан вывод, что мировой уровень развития технических и программных средств, а также средств коммуникации позволяет перейти к принципиально новым методам проектирования, строительства и обеспечения эксплуатации судов и кораблей, основанных на едином информационном пространстве и обеспечивающих информационную поддержку всех стадий жизненного цикла судна (ИПИ,или CALS-технологии).Заключение. Согласно проведенному исследованию рынка судостроения, номенклатура и объемы производства российских предприятий не покрывают в полной мере имеющиеся потребности судостроения. Однако отечественная судостроительная промышленность обладает достаточным научно-техническим, производственно-технологическим потенциалом, емкостью рынка. У наших производителей есть все шансы в ближайшее время занять ведущие позиции в сегменте строительства судов гражданского флота, т.к. потребность в комплектующих изделиях российского производства, обладающих техническими и эксплуатационными характеристиками, не уступающими зарубежным аналогам, будет возрастать. Сегодня создаются благоприятные условия для стимулирования локализации производств. При этом ключевыми факторами являются стабильность российского законодательства и соблюдение государством принятых на себя обязательств, что обеспечит привлечение долгосрочных проектов по локализации и импортозамещению в целом.Развитие собственного производства широкой номенклатуры продукции судостроительной промышленности позволит Российской Федерации проводить самостоятельную и независимую политику, направленную на обеспечение технологической безопасности страны. Для решения столь сложной задачи необходим комплексный, системный подход, предполагающий тесное взаимодействие государства, бизнеса, научно-исследовательских институтов, что в результате позволит выстроить оптимальную программу развития всей отрасли.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
Вверх