Введение
ГЛАВА 1. Возможности и проблемы определения сопротивления кораблей с помощью физического моделирования и расчетных методов 13
1.1. Сопротивление воды движению корабля 13
1.2. Традиционная теория подобия и моделирования гидродинамических процессов в теории корабля. Критический анализ
1.2.1. Условия геометрического подобия 16
1.2.2. Условия кинематического подобия 19
1.2.3. Условия динамического подобия 22
1.2.4. Анализ полученных условий подобия 27
1.3. Приближенные способы определения сопротивления воды движению корабля 29
1.3.1. Способы приближенного определения остаточного или волнового сопротивления корабля 30
1.3.2. Способы приближенного определения полного сопротивления или буксировочной мощности корабля
1.4. Исследование гидродинамических процессов с помощью численных методов 39
1.5. Идея диссертации и постановка задачи исследования
1.5.1. Идея диссертации 40
1.5.2. Постановка задачи исследования 41
1.5.3. Структура диссертации 41
ГЛАВА 2. Разработка теории подобия гидродинамических процессов для геометрически не подобных, но сходственных тел 43
2.1. Формулирование новой теории подобия не подобных, но сходственных тел (аффинное подобие) 43
2.1.1. Условия геометрического подобия не подобных тел 46
2.1.2. Условия кинематического подобия не подобных тел 50
2.1.3. Условия динамического подобия не подобных тел 58
2.2. Методика пересчета сопротивления не подобной модели на натурный объект 61
2.2.1. Пересчет результатов модельных испытаний по методу Фруда 62
2.2.2. Вычисление коэффициента «неподобия» 64
2.2.3. Пересчет скорости натурного объекта 67
2.3. Выводы по второй главе 68
ГЛАВА 3. Программное обеспечение для реализации предложенного метода 69
3.1. Компьютерная программа «Пересчет результатов модельных испытаний на натурный объект по методу Фруда в рамках «теории подобия не подобных, но сходственных тел» 69
3.2. Пример пересчета сопротивления модели на натурный объект 74
3.3. Выводы по третьей главе 78
ГЛАВА 4. Расчетно-экспериментальное исследование моделей эллипсоидной формы 79
4.1. Объекты исследования 79
4.2. Приближенные расчетные методы оценки сопротивления корабля
4.2.1. Приближенный метод буксируемого судна 81
4.2.2. Результаты расчетов по методу буксируемого судна 84
4.2.3. Метод осесимметричных тел 85
4.2.4. Результаты расчетов по методу осесимметричных тел 88
4.3. Численное исследование сопротивления воды движению корабля в программном комплексе FlowVision 89
4.3.1. Вычислительная гидродинамика. Теоретические основы 89
4.3.2. Постановка задачи численного моделирования буксировочных испытаний 94
4.3.3. Результаты численного моделирования 101
4.4. Эксперименты в опытовом бассейне по определению сопротивления воды движению корабля 104
4.4.1. Изготовление моделей эллипсоидной формы 104
4.4.2. Опытовый бассейн КнАГТУ 106
4.4.3. Методика проведения экспериментов 108
4.4.4. Методика обработки результатов экспериментов 117
4.5. Выводы по четвертой главе 126
ГЛАВА 5. Сопоставление и анализ результатов исследования сопротивления воды движению корабля 127
5.1. Сопоставление и анализ результатов исследования 127
5.1.1. Сопоставление полного сопротивления моделей по результатам использования приближенных методов, численного моделирования и эксперимента 127
5.1.2. Определение коэффициента остаточного сопротивления моделей и натурного объекта 131
5.1.3. Сопоставление и анализ коэффициентов остаточного сопротивления по результатам численного моделирования и эксперимента 137
5.2. Пересчет сопротивления модели на натурное судно по методу Фруда в рамках традиционной теории подобия 141
5.3. Пересчет сопротивления модели на натурное судно по методу Фруда в рамках теории подобия не подобных, но сходственных тел (аффинное подобие) 142
5.4. Сопоставление и анализ полученных результатов пересчета по двум теориям 145
5.5. Выводы по пятой главе 146
Заключение 147
Библиографический список 149
