1
POLITECHNIKA GDAŃSKA
WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA
PRZEDMIOT:
LABORATORIUM Z MECHANIKI RUCHU OKRĘTU
Temat:
Ćwiczenie nr 3
Krótkoterminowe prognozy ruchów i oporu statku
poruszającego się na czołowych malowaniach nieregularnych
1
POLITECHNIKA GDAŃSKA
WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA
PRZEDMIOT:
LABORATORIUM Z MECHANIKI RUCHU OKRĘTU
Temat:
Ćwiczenie nr 3
Krótkoterminowe prognozy ruchów i oporu statku
poruszającego się na czołowych malowaniach nieregularnych
2
1. Wstęp – cel ćwiczenia
Zadaniem którego podjęto się w ramach tego laboratorium jest wyznaczenie
krótkoterminowych prognoz, m. in. :
- amplitudy nurzań
- amplitudy kołysań bocznych
- średniego oporu
Właściwych dla statku rzeczywistego poruszającego się:
-w warunkach różnych stacjonarnych falowań nieregularnych z których każde
określone jest wartościami :
-H
1/3
(średniej, znaczącej wysokości falowania)
-T
1
(średniego, charakterystycznego okresu falowania)
- kursem dokładnie przeciwnym do kierunku falowania nieregularnego (β=180
0
)
- z różnymi szybkościami postępowymi
Wyżej określone prognozy zostały wyznaczone przy użyciu właściwych charakterystyk
amplitudowych wyznaczonych na drodze badań modelowych przeprowadzonych z uzyciem
geometrycznie podobnego modelu statku rzeczywistego.
2. Wielkości modelu, statku rzeczywistego oraz założenia.
Dane modelu - 383B1
długość
L
WL
1,6785
m
szerokość
B
0,211
m
zanurzenie
T
0,074
m
powierzchnia
zwilżona
s
0,5115
m2
objętość
V
0,021014
m3
Dane zawarte w powyższej tabeli są wymiarami modelu na którym przeprowadzone zostało
doświadczenie. Skala tego modelu wynosi : λ=110. Poniżej zamieszczam tabelę z wymiarami
rzeczywistymi.
Wymiary rzeczywiste statku
długość
L
WL
184,635
m
szerokość
B
23,21
m
zanurzenie
T
8,14
m
powierzchnia zwilżona
s
6189,15
m2
objętość
V
27969,634
m3
Założenia
- przyśpieszenie ziemskie : 9,81 [m/s2]
- gęstość wody: 1025 [kg/m3]
- charakterystyki będą wyznaczane dla Morza Północnego dla stanu z siła wiatru 8-11
O
B
3
3. Badania modelowe na wodzie spokojnej, pomiar prędkości i siły holowania.
Wyznaczenie krzywej oporu.
opór R[N] prętkość v [m/s] opór poprawka Ro[N]
opór po korekcie
0,4618
0,5242
0,0262
0,4356
0,5640
0,6194
0,0103
0,5537
0,7504
0,7205
-0,0113
0,7617
1,0786
0,8211
-0,0099
1,0885
1,8004
0,9228
-0,0158
1,8162
2,8479
1,0189
-0,1450
2,9929
Powyższa tabelka przedstawia pomiary wykonane na pierwszym ćwiczeniu. Na jej podstawie
tworzymy krzywą oporu, która będzie wyrażona równaniem aproksymującym. Dane
równanie zostało wyznaczone przy pomocy funkcji w programie Excel. Na podstawie tego
równania i uśrednionych prędkości , będą wyznaczone opory oraz wartości do dalszych
obliczeń.
krzywa oporu - zależność oporu od prętkości
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
prętkość [m/s]
o
p
ó
r
p
o
k
o
re
k
c
ie
[
N
]
opór R[N]
Równanie wielomianu aproksymującego trzeciego stopnia charakteryzujące powyższy wykres
jest następujące:
y=27,565x3-50,344x2+31,949x-6,4538
4
4. Pomiary.
T [s]
2ζ
A
[m]
v [m/s] R'
TW
[N]
R
TW0
[N]
R
TW
[N]
2 z
A
[m]
2 θ
A
[deg] Uwagi
1
1,246
0,0432
0,6247
0,9048
-0,0941
0,9989
0,029175 11,2542
2
1,246
0,0432
0,7214
1,2858
-0,1366
1,4224
0,035184 13,3709
3
1,246
0,0432
0,8231
1,7952
-0,1353
1,9305
0,038219 13,5731
4
1,246
0,0432
0,9224
2,6587
-0,0111
2,6698
0,049328 14,8957
5
1,240
0,0443
0,9240
2,8260
-0,6186
3,4446
0,0506
15,4800
6
1,462
0,0455
0,5500
0,5781
-0,0061
0,5842
0,0272
6,7463
7
1,462
0,0455
0,6221
0,1239
-0,7375
0,8614
0,030538
5,603
8
1,462
0,0455
0,7100
1,0301
-0,0061
1,0362
0,0318
8,1900
9
1,462
0,0455
0,8214
1,3000
0,1216
1,1784
0,0324
7,9699
10
1,462
0,0455
0,9110
2,1482
0,0940
2,0542
0,0323
8,8355
11
1,045
0,0400
0,6221
1,8318
-0,0673
1,8991
0,0291
13,8498
12
1,045
0,0400
0,7238
2,2028
-0,0499
2,2527
0,0263
11,1600
13
1,045
0,0400
0,8222
2,3171
-0,0830
2,4001
0,0236
10,4864
14
1,045
0,0400
0,9203
2,7143
-0,0825
2,7968
0,0186
8,4553
15
1,669
0,0396
0,6160
0,1465
-0,4424
0,5889
0,0278
5,3652
16
1,669
0,0396
0,7262
0,2949
-0,5658
0,8607
0,0256
5,5258
17
1,669
0,0396
0,9255
1,4147
-0,5732
1,9879
0,0306
5,6634
18
1,669
0,0396
0,8240
1,7120
-0,5914
2,3034
0,0289
5,6030
19
0,832
0,0517
0,6253
0,3396
-0,6232
0,9628
0,0082
1,2477
20
0,832
0,0517
0,7257
0,5368
-0,6242
1,1610
0,0035
6,6600
21
0,832
0,0517
0,8257
0,9132
-0,5979
1,5111
0,0023
8,6000
22
0,832
0,0517
0,9254
1,6983
-0,5910
2,2893
0,0022
8,8200
23
0,960
0,0411
0,6230
2,1018
1,0477
1,0541
0,0102
6,1025
24
0,960
0,0411
0,7230
1,4170
0,0236
1,3934
0,0059
5,2000
25
0,960
0,0411
0,8221
1,7200
-0,0451
1,7651
0,0034
5,2360
26
0,960
0,0411
0,9225
2,2901
-0,0611
2,3512
0,0039
4,5100
W dalszych obliczeniach pomijam falę 6, ze względu na jej prędkość.
W tym miejscu wracam do równania aproksymującego by wyznaczyć kolejne wielkości
y=27,565x3-50,344x2+31,949x-6,4538
w poniższej tabeli przedstawiam wyniki gdzie: x to jest średnia prędkość, a y równy jest
całkowitemu oporowi statku na wodzie spokojnej – R
T
(v)
x
y
0,5500
0,475216875
0,6222
0,574745375
0,721683 0,743667636
0,823083 1,107082796
0,921586 1,807479495
Na podstawie powyższych wyników i pomiarów otrzymujemy średni dodatkowy opór oraz
liczbę Frouda dla zadanych warunków. Zestawienie tych wyników obrazuje następująca
tabela.
5
Nr fali
v [m/s]
R
T
[N]
ΔRv [N]
Fn[-]
1
0,6222
0,574745375
0,4242
0,153332717
2
0,7217
0,743667636
0,6787
0,177849029
3
0,8231
1,107082796
0,8234
0,202837678
4
0,9216
1,807479495
0,8623
0,227112249
Gdzie:
- opór całkowity R
T
(v)=y
- średni dodatkowy opór ΔRv=R
Tw
-R
T
- opór na fali R
TW
- liczba Frouda:
gL
v
Fn
5. Wyznaczanie częstotliwości (wymiarowej i bezwymiarowej) dla poszczególnych fal.
- częstotliwość [1/s]
T
m
2
- częstotliwość w formie bezwymiarowej
g
L
m
bezw
/
Nr gr. Fal
ω
m
[1/s]
ω
bezw
[-]
1
5,0426848 2,08587364
2
4,2976644 1,77770079
3
6,0126175 2,48707995
4
3,7646407 1,55721902
5
7,5519054 3,12379634
6
6,5449847 2,70729016
6. Pomiary nurzań, kiwań oraz oporu na fali regularnej.
Poniżej zamieszczam cztery tabelki gdzie w zależności od prędkości, liczby Frouda i oporu
przestawione zostały owe charakterystyki.
Nr fali
Parametry fal
Fn = 0,1533 [-] v = 0,6222 m/s R
T
= 0,5747 [N]
ω
ζ
A
ω'
z
A
H
z,ζ
θ
A
H
θ,ζ
R
TW
ΔRv
r
AW
[-]
[m]
[1/s]
[m]
[-]
[deg]
[-]
[N]
[N]
[-]
1
3,1238
0,0259
7,5519
0,0051 0,1966 0,6239 0,0724 0,9628 0,3881 2,1759
2
2,7073
0,0205
6,5450
0,0051 0,2477 3,0513 0,5940 1,0541 0,4794 4,2643
3
2,4871
0,0200
6,0126
0,0145 0,7265 6,9249 1,6384 1,8991 1,3244 12,3925
4
2,0859
0,0216
5,0427
0,0146 0,6751 5,6271 1,7535 0,9989 0,4242 3,4064
5
1,7777
0,0228
4,2977
0,0153 0,6705 2,8015 1,1404 0,8614 0,2867 2,0724
6
1,5572
0,0198
3,7646
0,0139 0,7024 2,6826 1,6357 0,5889 0,0142 0,1352
6
Nr fali
Parametry fal
Fn = 0,17785 [-] v = 0,7217 m/s R
T
= 0,7437 [N]
ω
ζ
A
ω'
z
A
H
z,ζ
θ
A
H
θ,ζ
RTW
ΔRv
r
AW
[-]
[m]
[1/s]
[m]
[-]
[deg]
[-]
[N]
[N]
[-]
1
3,1238
0,0259
7,5519
0,0017 0,0671 3,3300 0,3866 1,1610 0,4173 2,3401
2
2,7073
0,0205
6,5450
0,0029 0,1432 2,6000 0,5062 1,3934 0,6497 5,7800
3
2,4871
0,0200
6,0126
0,0131 0,6561 5,5800 1,3202 2,2527 1,5090 14,1206
4
2,0859
0,0216
5,0427
0,0176 0,8142 6,6855 2,0833 1,4224 0,6787 5,4510
5
1,7777
0,0228
4,2977
0,0159 0,6975 4,0950 1,6669 1,0362 0,2925 2,1149
6
1,5572
0,0198
3,7646
0,0128 0,6457 2,7629 1,6846 0,8607 0,1170 1,1178
Nr fali
Parametry fal
Fn = 0,2028 [-] v = 0,8231 m/s R
T
= 1,1071 [N]
ω
ζ
A
ω'
z
A
H
z,ζ
θ
A
H
θ,ζ
R
TW
ΔRv
r
AW
[-]
[m]
[1/s]
[m]
[-]
[deg]
[-]
[N]
[N]
[-]
1
3,1238
0,0259
7,5519
0,0012 0,0449 4,3000 0,4992 1,5111 0,4040 2,2654
2
2,7073
0,0205
6,5450
0,0017 0,0838 2,6180 0,5097 1,7651 0,6580 5,8537
3
2,4871
0,0200
6,0126
0,0118 0,5888 5,2432 1,2405 2,4001 1,2930 12,0993
4
2,0859
0,0216
5,0427
0,0191 0,8844 6,7866 2,1148 1,9305 0,8234 6,6129
5
1,7777
0,0228
4,2977
0,0162 0,7124 3,9850 1,6221 1,1784 0,0713 0,5156
6
1,5572
0,0198
3,7646
0,0153 0,7733 2,8317 1,7266 1,9879 0,8808 8,4126
Nr fali
Parametry fal
Fn = 0,2271 [-] v = 0,9216 m/s R
T
= 1,8075 [N]
ω
ζ
A
ω'
z
A
H
z,ζ
θ
A
H
θ,ζ
R
TW
ΔRv
r
AW
[-]
[m]
[1/s]
[m]
[-]
[deg]
[-]
[N]
[N]
[-]
1
3,1238
0,0259
7,5519
0,0011 0,0416 4,4100 0,5120 2,2893 0,4818 2,7017
2
2,7073
0,0205
6,5450
0,0019 0,0943 2,2550 0,4390 2,3512 0,5437 4,8369
3
2,4871
0,0200
6,0126
0,0093 0,4644 4,2277 1,0003 2,7968 0,9893 9,2575
4
2,0859
0,0216
5,0427
0,0247 1,1415 7,4479 2,3209 2,6698 0,8623 6,9254
5
1,7777
0,0228
4,2977
0,0161 0,7091 4,4178 1,7983 2,0542 0,2467 1,7837
6
1,5572
0,0198
3,7646
0,0144 0,7285 2,8015 1,7082 2,3034 0,4959 4,7365
Gdzie:
g
L /
'
a
a
z
Z
H
,
2
,
'
a
a
g
H
2
2
gB
L
Rv
r
a
AW
T
TW
R
R
Rv
Na podstawie powyższych wykresów stworzone zostały następujące wykresy charakterystyk
nurzań, kiwań oraz oporu:
7
N
u
rz
an
ia
0,
0
0,
1
0,
2
0,
3
0,
4
0,
5
0,
6
0,
7
0,
8
0,
9
1,
0
1,
1
1,
2
1,
5
1,
6
1,
7
1,
8
1,
9
2,
0
2,
1
2,
2
2,
3
2,
4
2,
5
2,
6
2,
7
2,
8
2,
9
3,
0
3,
1
3,
2
w
[
-]
Hz
,ζ
S
e
ri
e
1
S
e
ri
e
2
S
e
ri
e
3
S
e
ri
e
4
8
K
iw
a
n
ia
0
,0
0
,1
0
,2
0
,3
0
,4
0
,5
0
,6
0
,7
0
,8
0
,9
1
,0
1
,1
1
,2
1
,3
1
,4
1
,5
1
,6
1
,7
1
,8
1
,9
2
,0
2
,1
2
,2
2
,3
2
,4
1
,5
1
,6
1
,7
1
,8
1
,9
2
,0
2
,1
2
,2
2
,3
2
,4
2
,5
2
,6
2
,7
2
,8
2
,9
3
,0
3
,1
3
,2
w
[
-]
Hθ
,ζ
S
e
ri
e
1
S
e
ri
e
2
S
e
ri
e
3
S
e
ri
e
4
9
w
sp
ół
cz
yn
ni
k
do
da
tk
ow
eg
o
op
or
u
na
fa
li
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1
,5
1
,6
1
,7
1
,8
1
,9
2
,0
2
,1
2
,2
2
,3
2
,4
2
,5
2
,6
2
,7
2
,8
2
,9
3
,0
3
,1
3
,2
w
[
-]
ra
w
S
e
ri
e
1
S
e
ri
e
2
S
e
ri
e
3
S
e
ri
e
4
10
7. Charakterystyki amplitudowe i przyrostowe w skali statku.
Korzystając z sporządzonych ( na poprzednich stronach) wykresów, odczytano odpowiednie
wielkości dla wyznaczonych częstotliwości i przeliczono je na wielkości w dla statku
rzeczywistego z pomocą poniższych wzorów. Wyniki przedstawiono w tabali.
s
s
L
g /
)
(
)
(
,
,
z
s
s
z
H
H
g
H
H
s
s
2
,
,
)
(
)
(
s
s
AW
s
AW
L
gB
r
r
2
Nr fali
Param. Fali
Fn
0,153 V
S
[m/s]
6,53 [kn]
12,70
ω'
ω
s
H
z,ζ
'
H
z,ζ
s
H
θ,ζ
[-]
H
θ,ζ
s[deg/m] r
AW
[-] r
AW
s[N/m2]
1
1,6
0,369
0,695
0,695
1,52
1,2075
0,60
17603
2
1,8
0,415
0,670
0,670
1,16
1,1663
2,15
63076
3
2,0
0,461
0,675
0,675
1,63
2,0233
2,60
76279
4
2,2
0,507
0,705
0,705
1,80
2,7035
6,00
176027
5
2,4
0,553
0,750
0,750
1,75
3,1280
11,25
330051
6
2,6
0,599
0,485
0,485
1,11
2,3285
8,70
255240
7
2,8
0,645
0,255
0,255
0,42
1,0218
3,25
95348
8
3,0
0,692
0,200
0,200
0,21
0,5865
2,65
77745
Nr fali
Param. Fali
Fn
0,178
VS [m/s]
7,57
[kn]
14,73
ω'
ω
s
H
z,ζ
'
H
z,ζ
s
H
θ,ζ
[-]
H
θ,ζ
s[deg/m] r
AW
[-] r
AW
s[N/m2]
1
1,6
0,369
0,660
0,660
1,78
1,4141
1,25
36672
2
1,8
0,415
0,705
0,705
1,79
1,7997
2,30
67477
3
2,0
0,461
0,800
0,800
2,05
2,5446
4,20
123219
4
2,2
0,507
0,795
0,795
1,95
2,9288
8,10
237637
5
2,4
0,553
0,725
0,725
1,54
2,7527
13,15
385793
6
2,6
0,599
0,385
0,385
0,86
1,8041
10,40
305114
7
2,8
0,645
0,090
0,090
0,42
1,0218
4,60
134954
8
3,0
0,692
0,080
0,080
0,40
1,1171
3,15
92414
Nr fali
Param. Fali
Fn
0,203
VS [m/s]
8,63
[kn]
16,79
ω'
ω
s
H
z,ζ
'
H
z,ζ
s
H
θ,ζ
[-]
H
θ,ζ
s[deg/m] r
AW
[-] r
AW
s[N/m2]
1
1,6
0,369
0,765
0,765
1,70
1,3505
6,80
199498
2
1,8
0,415
0,720
0,720
1,66
1,6690
0,65
19070
3
2,0
0,461
0,870
0,870
2,08
2,5819
4,80
140822
4
2,2
0,507
0,840
0,840
1,96
2,9438
8,65
253773
5
2,4
0,553
0,685
0,685
1,48
2,6454
11,60
340320
6
2,6
0,599
0,315
0,315
0,81
1,6992
9,25
271376
7
2,8
0,645
0,045
0,045
0,46
1,1191
4,8
140822
8
3,0
0,692
0,040
0,040
0,48
1,3406
3,2
93881
11
Nr fali
Param. Fali
Fn
0,227
VS [m/s]
9,67
[kn]
18,80
ω'
ω
s
H
z,ζ
'
H
z,ζ
s
H
θ,ζ
[-]
H
θ,ζ
s[deg/m] r
AW
[-] r
AW
s[N/m2]
1
1,6
0,369
0,720
0,720
1,72
1,3664
4,00
117352
2
1,8
0,415
0,730
0,730
1,84
1,8500
1,90
55742
3
2,0
0,461
1,100
1,100
2,31
2,8673
5,65
165759
4
2,2
0,507
1,020
1,020
2,06
3,0940
8,00
234703
5
2,4
0,553
0,635
0,635
1,31
2,3415
9,25
271376
6
2,6
0,599
0,230
0,230
0,62
1,3006
7,15
209766
7
2,8
0,645
0,065
0,065
0,41
0,9975
4,15
121752
8
3,0
0,692
0,050
0,050
0,47
1,3127
3,25
95348
8. Obliczanie widma falowania dla zadanych akwenów i warunków pogodowych
Skorzystamy z widma Pierwsona-Moskowitza:
4
5
)
(
B
e
A
S
2
3
/
1
4
1
173
T
A
4
1
691
T
B
Zadanym akwenem jest Morze Północne o stanie 8,9,10,11 stopnia Beauforta.
Morze Północne
Siła wiatru
Wys
okość fali [m] okres [s]
A
B
8
5,60
7,70
1,543
0,197
9
6,60
8,40
1,514
0,139
10
7,20
9,00
1,367
0,105
11
7,50
9,60
1,146
0,081
12
9. Przeliczanie wyników na zadane akweny i warunki pogodowe.
- 8 stopień
8 stopni B
F
N
0,15
V
S
[m/s]
6,53
[kn]
12,70
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0003
0,695
0,000
1,21
0,00
17603
5
0,415
0,0118
0,670
0,005
1,17
0,02
63076
744
0,461
0,0935
0,675
0,043
2,02
0,38
76279
7135
0,507
0,3071
0,705
0,153
2,70
2,24
176027 54066
0,553
0,6183
0,750
0,348
3,13
6,05
330051 204075
0,599
0,9363
0,485
0,220
2,33
5,08
255240 238975
0,645
1,1934
0,255
0,078
1,02
1,25
95348 113791
0,692
1,3662
0,200
0,055
0,59
0,47
77745 106218
Suma
0,901
Suma
15,49
Suma 725009
8 stopni B
F
N
0,18
V
S
[m/s]
7,57
[kn]
14,73
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0003
0,660
0,000
1,41
0,00
36672
10
0,415
0,0118
0,705
0,006
1,80
0,04
67477
796
0,461
0,0935
0,800
0,060
2,54
0,61
123219 11526
0,507
0,3071
0,795
0,194
2,93
2,63
237637 72989
0,553
0,6183
0,725
0,325
2,75
4,69
385793 238541
0,599
0,9363
0,385
0,139
1,80
3,05
305114 285671
0,645
1,1934
0,090
0,010
1,02
1,25
134954 161059
0,692
1,3662
0,080
0,009
1,12
1,71
92414 126259
Suma
0,742
Suma
13,96
Suma 896850
8 stopni B
F
N
0,20
V
S
[m/s]
8,63
[kn]
16,79
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0003
0,765
0,000
1,35
0,00
199498
55
0,415
0,0118
0,720
0,006
1,67
0,03
19070
225
0,461
0,0935
0,870
0,071
2,58
0,62
140822 13173
0,507
0,3071
0,840
0,217
2,94
2,66
253773 77945
0,553
0,6183
0,685
0,290
2,65
4,33
340320 210424
0,599
0,9363
0,315
0,093
1,70
2,70
271376 254083
0,645
1,1934
0,045
0,002
1,12
1,49
140822 168061
0,692
1,3662
0,040
0,002
1,34
2,46
93881 128263
Suma
0,681
Suma
14,30
Suma 852228
8 stopni B
F
N
0,23
V
S
[m/s]
9,67
[kn]
18,80
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0003
0,720
0,000
1,37
0,00
117352
32
0,415
0,0118
0,730
0,006
1,85
0,04
55742
658
0,461
0,0935
1,100
0,113
2,87
0,77
165759 15506
0,507
0,3071
1,020
0,320
3,09
2,94
234703 72087
0,553
0,6183
0,635
0,249
2,34
3,39
271376 167795
0,599
0,9363
0,230
0,050
1,30
1,58
209766 196399
0,645
1,1934
0,065
0,005
1,00
1,19
121752 145303
0,692
1,3662
0,050
0,003
1,31
2,35
95348 130267
Suma
0,746
Suma
12,27
Suma 728047
13
- 9 stopień
9 stopni B
F
N
0,15
V
S
[m/s]
6,53
[kn]
12,70
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0061
0,695
0,003
1,21
0,01
17603
108
0,415
0,0813
0,670
0,037
1,17
0,11
63076
5129
0,461
0,3297
0,675
0,150
2,02
1,35
76279
25149
0,507
0,7217
0,705
0,359
2,70
5,27
176027
127035
0,553
1,1238
0,750
0,632
3,13
11,00
330051
370902
0,599
1,4371
0,485
0,338
2,33
7,79
255240
366793
0,645
1,6329
0,255
0,106
1,02
1,70
95348
155697
0,692
1,7251
0,200
0,069
0,59
0,59
77745
134119
Suma
1,694
Suma
27,83
Suma
1184932
9 stopni B
F
N
0,18
V
S
[m/s]
7,57
[kn]
14,73
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0061
0,660
0,003
1,41
0,01
36672
225
0,415
0,0813
0,705
0,040
1,80
0,26
67477
5487
0,461
0,3297
0,800
0,211
2,54
2,13
123219
40625
0,507
0,7217
0,795
0,456
2,93
6,19
237637
171497
0,553
1,1238
0,725
0,591
2,75
8,51
385793
433543
0,599
1,4371
0,385
0,213
1,80
4,68
305114
438466
0,645
1,6329
0,090
0,013
1,02
1,70
134954
220371
0,692
1,7251
0,080
0,011
1,12
2,15
92414
159425
Suma
1,538
Suma
25,65
Suma
1469638
9 stopni B
F
N
0,20
V
S
[m/s]
8,63
[kn]
16,79
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0061
0,765
0,004
1,35
0,01
199498
1226
0,415
0,0813
0,720
0,042
1,67
0,23
19070
1551
0,461
0,3297
0,870
0,250
2,58
2,20
140822
46428
0,507
0,7217
0,840
0,509
2,94
6,25
253773
183142
0,553
1,1238
0,685
0,527
2,65
7,86
340320
382441
0,599
1,4371
0,315
0,143
1,70
4,15
271376
389982
0,645
1,6329
0,045
0,003
1,12
2,05
140822
229952
0,692
1,7251
0,040
0,003
1,34
3,10
93881
161955
Suma
1,480
Suma
25,85
Suma
1396676
9 stopni B
F
N
0,23
V
S
[m/s]
9,67
[kn]
18,80
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0061
0,720
0,003
1,37
0,01
117352
721
0,415
0,0813
0,730
0,043
1,85
0,28
55742
4532
0,461
0,3297
1,100
0,399
2,87
2,71
165759
54650
0,507
0,7217
1,020
0,751
3,09
6,91
234703
169380
0,553
1,1238
0,635
0,453
2,34
6,16
271376
304964
0,599
1,4371
0,230
0,076
1,30
2,43
209766
301445
0,645
1,6329
0,065
0,007
1,00
1,62
121752
198813
0,692
1,7251
0,050
0,004
1,31
2,97
95348
164486
Suma
1,737
Suma
23,10
Suma
1198991
14
- 10 stopień
10 stopni B
F
N
0,15
V
S
[m/s]
6,53
[kn]
12,70
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0339
0,695
0,016
1,21
0,05
17603
596
0,415
0,2272
0,670
0,102
1,17
0,31
63076
14330
0,461
0,6247
0,675
0,285
2,02
2,56
76279
47651
0,507
1,0811
0,705
0,537
2,70
7,90
176027
190310
0,553
1,4508
0,750
0,816
3,13
14,20
330051
478838
0,599
1,6822
0,485
0,396
2,33
9,12
255240
429367
0,645
1,7884
0,255
0,116
1,02
1,87
95348
170522
0,692
1,8035
0,200
0,072
0,59
0,62
77745
140213
Suma
2,341
Suma
36,62
Suma
1471827
10 stopni B
F
N
0,18
V
S
[m/s]
7,57
[kn]
14,73
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0339
0,660
0,015
1,41
0,07
36672
1242
0,415
0,2272
0,705
0,113
1,80
0,74
67477
15330
0,461
0,6247
0,800
0,400
2,54
4,04
123219
76975
0,507
1,0811
0,795
0,683
2,93
9,27
237637
256919
0,553
1,4508
0,725
0,763
2,75
10,99
385793
559708
0,599
1,6822
0,385
0,249
1,80
5,48
305114
513266
0,645
1,7884
0,090
0,014
1,02
1,87
134954
241354
0,692
1,8035
0,080
0,012
1,12
2,25
92414
166668
Suma
2,249
Suma
34,71
Suma
1831462
10 stopni B
F
N
0,20
V
S
[m/s]
8,63
[kn]
16,79
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0339
0,765
0,020
1,35
0,06
199498
6757
0,415
0,2272
0,720
0,118
1,67
0,63
19070
4332
0,461
0,6247
0,870
0,473
2,58
4,16
140822
87971
0,507
1,0811
0,840
0,763
2,94
9,37
253773
274364
0,553
1,4508
0,685
0,681
2,65
10,15
340320
493735
0,599
1,6822
0,315
0,167
1,70
4,86
271376
456511
0,645
1,7884
0,045
0,004
1,12
2,24
140822
251847
0,692
1,8035
0,040
0,003
1,34
3,24
93881
169314
Suma
2,227
Suma
34,72
Suma
1744831
10 stopni B
F
N
0,23
V
S
[m/s]
9,67
[kn]
18,80
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,0339
0,720
0,018
1,37
0,06
117352
3975
0,415
0,2272
0,730
0,121
1,85
0,78
55742
12664
0,461
0,6247
1,100
0,756
2,87
5,14
165759
103549
0,507
1,0811
1,020
1,125
3,09
10,35
234703
253747
0,553
1,4508
0,635
0,585
2,34
7,95
271376
393711
0,599
1,6822
0,230
0,089
1,30
2,85
209766
352870
0,645
1,7884
0,065
0,008
1,00
1,78
121752
217743
0,692
1,8035
0,050
0,005
1,31
3,11
95348
171959
Suma
2,705
Suma
32,01
Suma
1510219
15
- 11 stopień
11 stopni B
F
N
0,15
V
S
[m/s]
6,53
[kn]
12,70
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,1037
0,695
0,050
1,21
0,15
17603
1825
0,415
0,4275
0,670
0,192
1,17
0,58
63076
26963
0,461
0,8901
0,675
0,406
2,02
3,64
76279
67892
0,507
1,3019
0,705
0,647
2,70
9,52
176027
229179
0,553
1,5706
0,750
0,883
3,13
15,37
330051
518375
0,599
1,6978
0,485
0,399
2,33
9,21
255240
433353
0,645
1,7210
0,255
0,112
1,02
1,80
95348
164096
0,692
1,6787
0,200
0,067
0,59
0,58
77745
130509
Suma
2,756
Suma
40,84
Suma
1572192
11 stopni B
F
N
0,18
V
S
[m/s]
7,57
[kn]
14,73
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,1037
0,660
0,045
1,41
0,21
36672
3802
0,415
0,4275
0,705
0,212
1,80
1,38
67477
28844
0,461
0,8901
0,800
0,570
2,54
5,76
123219
109671
0,507
1,3019
0,795
0,823
2,93
11,17
237637
309391
0,553
1,5706
0,725
0,826
2,75
11,90
385793
605922
0,599
1,6978
0,385
0,252
1,80
5,53
305114
518031
0,645
1,7210
0,090
0,014
1,02
1,80
134954
232259
0,692
1,6787
0,080
0,011
1,12
2,10
92414
155134
Suma
2,752
Suma
39,84
Suma
1963056
11 stopni B
F
N
0,20
V
S
[m/s]
8,63
[kn]
16,79
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,1037
0,765
0,061
1,35
0,19
199498
20684
0,415
0,4275
0,720
0,222
1,67
1,19
19070
8152
0,461
0,8901
0,870
0,674
2,58
5,93
140822
125339
0,507
1,3019
0,840
0,919
2,94
11,28
253773
330399
0,553
1,5706
0,685
0,737
2,65
10,99
340320
534502
0,599
1,6978
0,315
0,168
1,70
4,90
271376
460749
0,645
1,7210
0,045
0,003
1,12
2,16
140822
242357
0,692
1,6787
0,040
0,003
1,34
3,02
93881
157596
Suma
2,786
Suma
39,66
Suma
1879778
11 stopni B
F
N
0,23
V
S
[m/s]
9,67
[kn]
18,80
ω
s
S (ω
s
)
H
z,ζ
H
z,ζ
S
H
θ,ζ
H
θ,ζ
S
r
AW
S r
AW
0,369
0,1037
0,720
0,054
1,37
0,19
117352
12167
0,415
0,4275
0,730
0,228
1,85
1,46
55742
23828
0,461
0,8901
1,100
1,077
2,87
7,32
165759
147534
0,507
1,3019
1,020
1,355
3,09
12,46
234703
305571
0,553
1,5706
0,635
0,633
2,34
8,61
271376
426219
0,599
1,6978
0,230
0,090
1,30
2,87
209766
356146
0,645
1,7210
0,065
0,007
1,00
1,71
121752
209538
0,692
1,6787
0,050
0,084
1,31
2,89
95348
160059
Suma
3,527
Suma
37,53
Suma
1641063
16
10. Obliczanie ruchów (nurzań, kiwań) oraz przyrostów oporu okrętu na fali nieregularnej.
Nurzanie:
- moment zerowy dla nurzania
0
2
,
))
(
(
)
(
d
H
S
m
z
o
- amplituda znacząca nurzania
o
m
Za
2
3
/
1
Kiwanie:
- moment zerowy kiwania
0
2
,
))
(
(
)
(
d
H
S
m
z
o
- amplituda znacząca kiwania
o
m
a
2
3
/
1
Przyrost oporu:
0
)
,
(
)
(
2
)
(
d
v
r
S
v
R
AW
AW
Poniżej zamieszczam tabelki z wynikami. Tabelki ustawione są według prędkości.
Wartości wyliczone zostały na bazie wyników z poprzednich tabel.
V
6,5257
m/s
12,6959
[kn]
stopnie B
za
1/3
[m]
θa
1/3
[deg]
ΔR
AW
[kN]
m H
z,ζ
m H
θ,ζ
Δ r
AW
[N]
8
0,8490
3,5198
290,0035
0,1802
3,0973 290003,51
9
1,1640
4,7184
473,9727
0,3387
5,5659 473972,69
10
1,3684
5,4127
588,7308
0,4681
7,3243 588730,75
11
1,4850
5,7159
628,8768
0,5513
8,1679 628876,77
V
7,5691
m/s
14,7258
[kn]
stopnie B
za
1/3
[m]
θa
1/3
[deg]
ΔR
AW
[kN]
m H
z,ζ
m H
θ,ζ
Δ r
AW
[N]
8
0,7705
3,3422
358,7401
0,1484
2,7925 358740,14
9
1,1093
4,5300
587,8552
0,3076
5,1302 587855,2
10
1,3413
5,2694
732,5847
0,4497
6,9417 732584,74
11
1,4838
5,6456
785,2222
0,5504
7,9683 785222,24
V
8,6326
m/s
16,3100
[kn]
stopnie B
za
1/3
[m]
θa
1/3
[deg]
ΔR
AW
[kN]
m H
z,ζ
m H
θ,ζ
Δ r
AW
[N]
8
0,7383
3,3822
340,8911
0,1363
2,8598 340891,1
9
1,0883
4,5474
558,6705
0,2961
5,1697 558670,51
10
1,3349
5,2702
697,9325
0,4455
6,9438 697932,55
11
1,4930
5,6329
751,9111
0,5572
7,9323 751911,05
V
9,6657
m/s
18,8048
[kn]
stopnie B
za
1/3
[m]
θa
1/3
[deg]
ΔR
AW
[kN]
m H
z,ζ
m H
θ,ζ
Δ r
AW
[N]
8
0,7728
3,1325
291,2187
0,1493
2,4531 291218,67
9
1,1787
4,2987
479,5962
0,3473
4,6197 479596,24
10
1,4712
5,0607
604,0876
0,5411
6,4027 604087,56
11
1,6799
5,4791
656,4252
0,7055
7,5052 656425,2
17
Wykresy nurzań, kiwań i oporu dla statku rzeczywistego, wykreślone na podstawie
powyższych tabel:
Nurzania
0,60
0,70
0,80
0,90
1,00
1,10
1,20
1,30
1,40
1,50
1,60
1,70
12
13
14
15
16
17
18
19
v [kn]
Za
1
/3
[
m
]
8
9
10
11
Kiwania
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
12
13
14
15
16
17
18
19
v [kn]
θ
a1
/3
[
de
g]
8
9
10
11
18
Opór
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
450
475
500
525
550
575
600
625
650
675
700
725
750
775
800
12
13
14
15
16
17
18
19
v [kn]
Δ
R
A
W
[
kN
]
8
9
10
11
19
11.Obliczanie wielkości statycznych (pochodnych)
W tym punkcie zostały przemnożone wartości uzyskane w poprzednim punkcie przez
odpowiednie współczynniki k, które wyrażają się następująco:
- wartość oczekiwana: k=0,5
- wartość średnia: k=0,63
- wartość średnia z 1/10 największych: k=1,28
- wartość średnia z 1/100 największych: k=2,2
- wartość maksymalna: k=2,2
Wyniki zostały zestawione odpowiednio dla nurzań i kiwań w poniższych tabelach:
Nurzanie
8 stopni
9 stopni
10 stopni
11 stopni
Z
a 1/3
[m]
Prędkość [kn]
Prędkość [kn]
Prędkość [kn]
Prędkość [kn]
k
12,70 14,73 16,31 18,80 12,70 14,73 16,31 18,80 12,70 14,73 16,31 18,80 12,70 14,73 16,31 18,80
0,5
0,42
0,39
0,37
0,39
0,58
0,55
0,54
0,59
0,68
0,67
0,67
0,74
0,74
0,74
0,75
0,84
0,63
0,53
0,49
0,47
0,49
0,73
0,70
0,69
0,74
0,86
0,84
0,84
0,93
0,94
0,93
0,94
1,06
1,28
1,09
0,99
0,95
0,99
1,49
1,42
1,39
1,51
1,75
1,72
1,71
1,88
1,90
1,90
1,91
2,15
1,67
1,42
1,29
1,23
1,29
1,94
1,85
1,82
1,97
2,29
2,24
2,23
2,46
2,48
2,48
2,49
2,81
2,2
1,87
1,70
1,62
1,70
2,56
2,44
2,39
2,59
3,01
2,95
2,94
3,24
3,27
3,26
3,28
3,70
Kiwanie
8 stopni
9 stopni
10 stopni
11 stopni
θ
a1/3
[deg]
Prędkość [kn]
Prędkość [kn]
Prędkość [kn]
Prędkość [kn]
k
12,70 14,73 16,31 18,80 12,70 14,73 16,31 18,80 12,70 14,73 16,31 18,80 12,70 14,73 16,31 18,80
0,5
1,76
1,67
1,69
1,57
2,36
2,26
2,27
2,15
2,71
2,63
2,64
2,53
2,86
2,82
2,82
2,74
0,63
2,22
2,11
2,13
1,97
2,97
2,85
2,86
2,71
3,41
3,32
3,32
3,19
3,60
3,56
3,55
3,45
1,28
4,51
4,28
4,33
4,01
6,04
5,80
5,82
5,50
6,93
6,74
6,75
6,48
7,32
7,23
7,21
7,01
1,67
5,88
5,58
5,65
5,23
7,88
7,57
7,59
7,18
9,04
8,80
8,80
8,45
9,55
9,43
9,41
9,15
2,2
7,74
7,35
7,44
6,89 10,38 9,97 10,00 9,46 11,91 11,59 11,59 11,13 12,57 12,42 12,39 12,05