Источник: МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАДЕНИЯ СУДНА НА ВОДУ Н.А. Тарануха, С. Д. Чижиумов, О.В. Журбин, А.Д. Бурменский, И.Н. Журбина Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет 2009 г.

Основной причиной, препятствующей достижению высоких скоростей для быстроходных судов на волнении является воздействие сильных ударов днища о воду и динамические перегрузки. Рис. 1. Движение катера на волне и удар о воду

Рис. 2.

Рис. 3. Схема решения задачи о погружении

(11) (12)

Рис. 4.

Пример матрицы [N]: (13) (14) (15)

Рис. 5. Исходные данные в главном окне программы расчёта

Пример расчёта Рис. 6. Рис. 7.

(16)

Рис. 8. Зависимость наибольших давлений от начальной скорости удара и угла килеватости

Рис. 9.

Рис. 10. (17)

Рис. 11. Ударная сила, кН/м Рис. 12. Наибольшие давления, к Па

Рис. 13. Алгоритм проектирования формы шпангоутов: а) общая блок- схема; б) подбор на основе анализа вариантов сечения; в) подбор формы в процессе анализа погружения

Напряжённо-деформированное состояние днища катера «Стрела – 4» при ударе о воду Рис. 14.

Нагрузка, полученная из гидродинамического расчёта, задаётся в виде изменяющегося во времени поля ударных давлений на днище. Рис. 15. Конечноэлементная модель конструкции

Рис. 16. Динамика изгиба и напряжений в процессе удара о воду

Рис. 17. Изменение напряжений в процессе удара при начальной скорости 2 м/с и 4 м/с

Удар о воду вогнутого или гофрированного днища Рис. 18. Схема гофрированного днища Рис. 19. Схема расчётной области

Воздух в каверне - в виде идеального газа, адиабатический сжимается и описывается уравнением Пуассона: (18) (19) (20) (21)

(22) (23) (24) (25)

Рис. 20.

Рис. 21.

Рис. 22.

Рис. 23.

Рис. 24.

Рис. 25.