Mô phỏng số điều động tàu trong vùng nước cảng biển ở tốc độ thấp

Bài viết giới thiệu mô hình toán học chuyển động của tàu thủy ở tốc độ thấp, một yếu tố vô cùng quan trọng trong quá trình xây dựng chương trình mô phỏng số điều động của tàu trong vùng nước cảng biển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng số điều động tàu trong vùng nước cảng biển ở tốc độ thấpCHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/20144. Kết luận Qua nghiên cứu này có thể rút ra một số kết luận sau: - Phần mềm SAP2000 v15 là một công cụ mạnh, chính xác trong việc tính toán, mô phỏng3D kết cấu công trình và tính toán nội lực các thành phần của kết cấu công trình bằng phươngpháp phần tử hữu hạn. - Việc ứng dụng phần mềm này vào tính toán và mô phỏng kết cấu bến cho phép dự báođược sự phân bố nội lực trong dầm dọc, dầm ngang và trong cọc từ đó giúp các kỹ sư tư vấn thiếtkế xác định được có cần thiết bố trí các hàng cọc xiên hay không, và nếu cần các cọc xiên thì vị trívà số lượng cọc xiên trong kết cấu bến sẽ là bao nhiêu để công trình bến đảm bảo điều kiện khảnăng chịu lực. - Việc bố trí và số lượng của cọc xiên có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân bố mô men và lựccắt trong các cọc thẳng đứng (trong mô hình 1, kết cấu bến được bố trí 2 hàng cọc xiên chụm đôisẽ giảm được mô men dương trong cọc thẳng đứng 2 lần so với mô hình 2, kết cấu bến có 1 hàngcọc xiên và giảm được 5 lần so với trường hợp kết cấu bến không có cọc xiên, mô hình 3)TÀI LIỆU THAM KHẢO[1] Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Thành Trung, Tính toán công trình cảng và công trình bờ biển, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2010.[2] Công trình bến cảng biển, Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 207-92.[3] Tải trọng và tác động (do sóng và do tàu) lên công trình thủy, Tiêu chuẩn thiết kế[4] 22 TCN 222- 95.[5] User manual SAP2000 v15.1.0.Người phản biện: PGS.TS. Hà Xuân Chuẩn; TS. Trần Khánh Toàn MÔ PHỎNG SỐ ĐIỀU ĐỘNG TÀU TRONG VÙNG NƯỚC CẢNG BIỂN Ở TỐC ĐỘ THẤP NUMERICAL SIMULATION OF VESSEL MANOEUVRING IN THE PORT WATERS AT LOW ADVANCED SPEED TS. TRẦN VĂN LƯỢNG Khoa Hàng hải, Trường ĐHHH Việt NamTóm tắt Bài báo giới thiệu mô hình toán học chuyển động của tàu thủy ở tốc độ thấp, một yếu tố vô cùng quan trọng trong quá trình xây dựng chương trình mô phỏng số điều động của tàu trong vùng nước cảng biển. Khi con tàu khai thác ở vùng nước cảng biển, tàu thường sử dụng tốc độ tương đối nhỏ, do vậy con tàu dễ dàng chịu ảnh hưởng của điều kiện khí tượng thủy văn, ngoài ra, do tàu hoạt động ở tốc độ thấp nên lực thủy động tác động lên thân tàu có sự thay đổi so với khi con tàu khai thác ở tốc độ thiết kế. Bài báo giới thiệu kết quả mô phỏng số ứng dụng mô hình toán học chuyển động của con tàu ở tốc độ thấp, minh chứng cho các giả thuyết đã nêu ra.Abstract Some practical methods have already been proposed for predicting the characteristics of ship manoeuvring motions at relative high advanced speed. However, these methods can hardly be applied to motions of ships in starting, stopping, backing and tug operations, even though such extensive motions are of vital importance from a safety point of view particularly in harbour areas. This paper presents a method to predict the characteristics of ship manoeuvring at low advanced speed, the force mathematical models at large angle of incidence to the hull as well as in the wide range of propeller operations are formulated. Simulation of various manoeuvres at low advanced speed were carried out for a training ship and its results verify the proposed models.Keywords: Ship manoeuvring, low speed, ship mathematic model, ship motion simulation.1. Giới thiệu Mô phỏng chuyển động của tàu thủy đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu tính năngchuyển động của tàu, giúp cho người đóng tàu chứng thực một phần công việc thiết kế và hiệuTạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 40 – 11/2014 44 CHÀO MỪNG NGÀY NHÀ GIÁO VIỆT NAM 20/11/2014chỉnh các bản thiết kế đóng mới tàu. Ngoài ra, trong thực tiễn sản xuất, mô phỏng số chuyển độngcủa tàu giúp cho người điều khiển tàu nắm được đặc tính điều động của con tàu song song vớiviệc tích lũy kinh nghiệm thực tiễn, một khi đã làm chủ được các tính năng đó, người điều khiểntàu sẽ đoán trước được phản ứng của con tàu trong môi trường thủy, từ đó đưa ra các lệnh điềukhiển thích hợp. Đã có rất nhiều các phương pháp dự đoán đặc tính điều động của tàu thủy được đề xuấttrong thực tiễn khi con tàu vận hành ở tốc độ khai thác bình thường [1], [2], [3]. Tuy nhiên khi ápdụng các phương pháp này cho các hoạt động của tàu thủy như khi con tàu bắt đầu khởi động,neo tàu, dừng tàu, tàu chạy lùi hoặc khi sử dụng tàu lai trong khu vực cảng thì có nhiều vấn đềphát sinh. Khi đó, nếu sử dụng các mô hình trên thì các thông số về điều động của con tàu khôngcòn chính xác nữa, chuyển động của con tàu dao động và trở lên khó đoán. Do đó, điều cần thiếtlà phải nghiên cứu, phát triển mô hình toán học tàu thủy khi tàu hoạt động trong các điều kiện nêutrên, gọi tắt là mô hình toán học chuyển động động của tàu thủy ở tốc độ thấp (Ship mathematicmodel at low speed). Để giải quyết các vấn đề trên, các nhà khoa học đã chia quá trình mô hìnhhóa chuyển động của tàu thủy thành hai giai đoạn: giai đoạn tàu vận hành ở tốc độ khai thác bìnhthường; giai đoạn tàu khai thác ở các cùng nước cảng biển với tốc độ thấp. Đã có nhiều công trình nghiên cứu ngoài nước về điều động tàu ở tốc độ thấp [4], các kếtquả nghiên cứu đều chỉ ra rằng khi tàu chạy ở vận tốc thấp, đặc tính điều động của tàu thay đổi rấtnhiều so với điều kiện chạy ở tốc độ khai thác bình thường. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến quátrình điều động tàu của sỹ quan, thuyền trưởng, nhất là khi tàu hoạt động trong khu vực chịu tácđộng của sóng gió. Trong bài báo này, tác giả đi theo hướng mô tả đặc tính điều động tàu thủy khiở tốc độ thấp bằng việc phân tích mô hình đã được đề xuất, đồng thời xây dựng chương trình môphỏng số ứng dụng mô hình đ ...