Фізико-статистичне моделювання гідродинамічного поля корабля на базі гідродинамічних розрахунків

Abstract

Розглядаються перспективні напрямки розвитку систем автоматизованого проектування кораблів. Показані переваги математичного гідродинамічного моделювання кораблів у порівнянні з фізичним моделюванням гідродинаміки його моделі. Розглянуті методичні проблеми аналізу даних математичного гідродинамічного моделювання кораблів. Представлені методичні рішення та розглянуті конкретні приклади обробки статистичними методами результатів математичного гідродинамічного моделювання кораблів. На базі цифрової моделі корабля досліджено вплив геометрії його корпусу на гідродинамічне поле, розраховане шляхом математичного моделювання глибини розповсюдження аномалій надлишкового тиску в нестискуваній рідині. Розрахунки виконані для швидкості руху корабля 30 вузлів. В результаті розрахунку повного, а також аномального тиску у водному середовищі, що був створений в процесі руху кораблем, була апробована методика фізико-математичного моделювання його гідродинамічного поля. Фізико-статистичне моделювання реалізується за допомогою застосування регресійного аналізу для формалізації емпіричних закономірностей. Отримані результати емпіричних залежностей глибини аномалій надлишкового тиску від швидкості об'єкта. Для району північно-західного шельфу Чорного моря виконано районування акваторії за фактором швидкості руху судна, що забезпечує непомітне переміщення в умовах передбачуваного розгортання донних гідростатичних комплексів моніторингу гідродинамічного поля. За результатами районування акваторії побудована карта. Розрахунки виконані для конкретної моделі корабля і не можуть бути застосовані для суден з відмінною геометрією корпусу. Кожний клас кораблів повинен бути забезпечений окремими розрахунками гідродинамічного поля, що створюється ним в процесі різних режимів руху.

The perspective directions of development of systems of automated designing of ships are considered. The advantages of mathematical hydrodynamic modeling of ships in comparison with physical modeling of hydrodynamics of its model are shown. The methodical problems of data analysis of mathematical hydrodynamic modeling of ships are considered. The methodical solutions are presented and concrete examples of statistical methods processing of results of mathematical hydrodynamic modeling of ships are considered. The influence of the geometry of its body on the hydrodynamic field, calculated on the basis of the digital model of the ship, is calculated by mathematical modeling of the depth of propagation of excess pressure anomalies in unchanged fluid. Calculations are made for the speed of ships in 30 knots. As a result of the calculation of the complete, as well as abnormal, exceptional pressure in the aqueous environment created by the moving vehicle, the method of physico-mathematical modeling of its hydrodynamic field was tested. Physical-statistical modeling is implemented by applying regression analysis to formalize empirical regularities. The obtained results of the empirical dependencies of the depth of the anomaly of excess pressure from the object speed. For the area of the northwestern Black Sea shelf, the zoning of the water area was performed on the speed factor of the vessel, which provides a hidden movement in conditions of the planned deployment of bottom hydrostatic monitoring systems for the hydrodynamic field. Based on the results of zoning of the water area, a map was constructed. The calculations are made for a specific ship model and can not to be used for vessels with excellent body geometry. Each class of ships must be provided with separate calculations created by it hydrodynamic field.