Теоретико-експериментальні дослідження хвильового поля поблизу судна на мілководді
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Судно, що плаває без ходу на мілководній рейдовій стоянці, є під впливом хвилювання, що набігає під довільним кутом з боку відкритого моря. Хвилювання, що набігає, та дифраговане хвилювання створюють навколо судна зону трансформації, де хвилювання стає тривимірним. Розміри цієї зони, характер і висота хвиль у ній визна-чають безпечну експлуатацію допоміжних суден − буксирів, бункеру-вальників та ін. Протягом останніх років більшість рішень хвильових задач присвячені оцінці впливу хвиль на шельфові спорудження. Для оцінки віро-гідності характеристики хвилювання, розраховані за різними теоріями, порівнюються з експериментами. Однак характеристики хвиль навколо шельфових споруджень складно зіставити із хвилюванням навколо тіл судноподібної форми. В експериментах з моделями суден вивчається вплив хвиль на судно, але трансформація самого хвилювання навколо судна не досліджується. Тому порівняння характеристик хвильового поля, визначених розрахунковим і експериментальним шляхом, є актуальною задачею. У наведеній статті описане експериментальне дослідження у дослідному басейні амплітуд трансформованих хвиль, що виникають навколо моделі судна при дифракції на неї хвилювання, що набігає. Розподіл амплітуд хвилювання в заданих точках визначалося за допомогою спеціально спроектованого та виготовленого для цієї мети устаткування. Виконане порівняння експериментальних даних з результатами розрахунків за лінійною і нелінійною теоріями. Зроблені висновки про задовільний збіг результатів експериментів з теоретичними даними, а також про те, що розрахунки за нелінійною теорією у всіх випадках визначають максимальні значення хвильових амплітуд.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Посилання
2. Manual on oil pollution – Section IV: Combating oil spills (2005). International Maritime Organization, 212.
3. Isobe, M. (2013). Evolution of basic equations for nearshore wave field. Proceedings of the Japan Academy, Series B, 89(1), 34-50. doi:https://doi.org/10.2183/pjab.89.34
4. Abbasov, I.B. (2014). Trekhmernoe modelirovanie nakata neliney-nyh poverhnostnyh gravitatsionnyh voln na beregovie sklony [Tree–dimensional modelling of uprush of nonlinear surface gra-vity waves onto shore line]. Zh. vychisl. matem. i matem. fiziki, 54 (5), 871-886 [in Russian].
5. Zhu, S.-P., Mitchell, L. (2009). Diffraction of ocean waves around a hollow cylindrical shell structure. Wave Motion, 46 (1), 78-88. doi: https://doi.org/10.1016/j.wavemoti. 2008.09.001
6. Zhu, S.-P., Mitchell, L. (2010). Combined diffraction and radiation of ocean waves around an OWC device. Journal of Applied Mathematics and Computing, 36 (1-2), 401-416. doi: https://doi. org/10.1007/s12190–010–0410–y
7. Wang, C.Z., Mitra, S., Khoo, B.C. (2011). Second-order wave radiation by multiple cylinders in time domain through the finite element method. Ocean Systems Engineering, 1 (4), 317-336. doi: https://doi.org/10.12989/ose.2011.1.4.317
8. Bai, W., Teng, B. (2013). Simulation of second-order wave interac-tion with fixed and floating structures in time domain. Ocean En-gineering, 74, 168-177. doi: https://doi.org/10.1016/j.oceaneng. 2013.07.014
9. Aggarwal, A., Chella, M. A., Kamath, A., Bihs, H., Arntsen, Ø.A. (2016). Irregular Wave Forces on a Large Vertical Circular Cylin-der. Energy Procedia, 94, 504-516. doi: https://doi.org/10.1016/ j.egypro.2016.09.223
10. Zhong, Z., Wang, K.H. (2009). Modeling fully nonlinear shal-lowwater waves and their interactions with cylindrical structures. Computers & Fluids, 38 (5), 1018-1025. doi: https://doi.org/ 10.1016/j.compfluid.2008.01.032
11. Goren, O., Calisal, S.M. (2011). Second-order wave diffraction by horizontal rectangular barriers. Canadian Journal of Civil Engi-neering, 38 (5), 546-555. doi: https://doi.org/10.1139/l11-027
12. Song, J., So, S.–H., Lim, H.–C. (2016). Dynamic characteristics between waves and a floating cylindrical body connected to a ten-sion-leg mooring cable placed in a simulated offshore environ-ment. International Journal of Naval Architecture and Ocean En-gineering, 8 (4), 375–385. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijnaoe. 2016.05.003
13. Sulisz, W. (2013). Reflection and transmission of nonlinear water waves at a semi–submerged dock. Archives of Mechanics, 65 (3), 237-260.
14. Boroday, I.K. (Ed.) (2013). Morekhodnost’ sudov i sredstv okeano-tekhniki. Metody otsenki [Seakeeping of vessels and ocean crafts. Methods of estimation]. Sankt-Peterburg, 256 [in Russian].
15. Kostrov, I.S. (2009). Gidrodinamika prodol’noy kachki sudna, dvizhuschegosya na znachitel’nom melkovod’e [Hydrodynamic of longitudinal motions of the vessel running in significant shallow water]. Visnyk Odeskoho natsionalnoho morskoho universytetu, 27, 49-59 [in Russian].
16. Semenova, V.Yu., Aunh, T.H. (2011). O vliyanii melkovod’ya na znacheniya prisoedinennyh mass i koeffitsientov dempfirovaniya sudna [Concerning shallow water influence on value of added masses and damping coefficients of a vessel]. Morskie intellek-tual’nie tekhnologii, 1, 10-14 [in Russian].
17. Semenova, V.Yu., Tu S.-H. (2012). Opredelenie nelineynyh sil vtorogo poryadka, voznikayuschih pri poperechnoy kachke kontura na tikhoy vode v usloviyah melkovod’ya [Definition of the nonlin-ear second order forces arisen at transverse frame contour mo-tions at shallow still water]. Morskie intellektual’nie tekhnologii, 2, 22-26 [in Russian].
18. Essen, S., Scharnke, J., Bunnik, T., Düz, B., Bandringa, H., Hallmann, R., Helder, J. (2020). Linking Experimental and Nu-merical Wave Modelling. J. Mar. Sci. Eng., 8, 198.
19. Egorov, G.V., Tonyuk, V.I., Demidyuk, A.V. (2019). Features of the CV03 concept of floating transshipment complex with open cargo hold. Proc. 18th Int. Con. of IMAM, 338-345.
20. Efremova, N., Nilva, A., Kotovskaya, N., Dryha, M. (2017). Deter-mining the characteristics of diffracted waves of small amplitude around a vessel in shallow water. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (86)), 59-67. doi: https://doi.org/ 10.15587/1729-4061.2017.99312
21. Efremova, N., Nilva, A., Kotovskaya, N., Dryha, M. (2019). Deter-mining the characteristics of diffracted waves of finite amplitude around a vessel in shallow water. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (5 (100)), 39-48. doi: https://doi.org/ 10.15587/1729-4061.2019.173909
22. Efremova, N.V. (1998). Eksperimental’noe issledovanie difragiro-vannoho volnovoho polya vblizi sudna na melkovod’e [Experimen-tal investigation of diffracted wave field around a vessel in shallow water]. Visnyk Odeskoho derzhavnoho morskoho universytetu, 1, 86-89 [in Russian].
23. Efremova, N.V. (2001). Opredelenie parametrov kachki maloho sudna pri podhode k sudnu-partneru na reydovoy stoyanke [Defi-nition of motions parameters of a small craft that approaches to a partner vessel at the road anchorage]. Dis. … kand. tekhn. nauk, Odessa, 173 [in Russian].