Ударное погружение в воду

1.

Теория Вагнера погружения тела в жидкость. Расчёт давлений и ударной силы.
Физические модели слеминга судна. Заливание палубы. Слошинг. Численное
моделирование удара о воду. Влияние воздуха и упругости конструкций.

2.

Типы слеминга:

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

Механизм слеминга при небольшом угле килеватости
Закон сохранения импульса:
Присоединённая масса воды:

12.

Скорость и ускорение при погружении:
Наибольшая ударная сила соответствует наибольшему замедлению:
Если внешними силами пренебречь нельзя,
то закон сохранения импульса:
Дифференцирование даёт уравнение движения:

13.

Расчётные модели слеминга:

14.

15.

16.

17.

Влияние формы обводов на ударные давления:

18.

19.

Катер «Стрела 8»

20.

Катер «Стрела 8»
3
2
4
1
номерами отмечены
районы повышенных
напряжений
Расчётная модель 10 шпангоута

21.

22.

23.

24.

Влияние
давления
воздуха
перед
ударом
о воду

25.

Модель удара Багнольда (с учётом воздуха)
Наибольшие давления при ударе малокилеватых тел о воду
по экспериментальным данным Чанга (Chuang):

26.

Пластина шириной 10 м, движется со скоростью 10 м/с с высоты H0 = 3 м:

27.

Слеминг моста катамарана

28.

а
б
Способы уменьшения слеминга:
а - СМПВ «Каймалино»; б – «пронизывающий волны» катамаран

29.

30.

31.

32.

Ускорение
и давления
в точках моделей
Абсцисса – мгновенная
осадка модели от линии
бортового киля

33.

Принцип одинарного M-hull: закрученные потоки воды создают подъёмную силу.
Справа: разница в следе за кормой обычного катера и равного по размеру, но
оснащённого днищем "одинарный M-hull", видна сразу.

34.

Stiletto - наибольшее в мире военное судно, корпус которого полностью выполнен из
углеродных композитов и различных видов пластмасс. Длина - 24,4 метра, а ширина –
12,1 метра, макс. скорость более 50 узлов.

35.

36.

37.

38.

Бортовой слеминг

39.

Повторяемость давлений
на развал бортов судна
на нерегулярном волнении
Эпюра давлений на
развал бортов

40.

Влияние формы надводной части носовой оконечности контейнеровоза
на нагрузки при бортовом слеминге

41.

42.

43.

Уравнения движения судна (вертикальная и килевая качка):
Если пренебречь взаимодействием волнения и качки, получим:

44.

Заливание палубы (Green water)
Удар в надстройку:

45.

46.

kPa
300
240
180
120
60
Изменение во времени
давления воды на палубу:

47.

Типы заливания палубы:
Обрушение волны на палубу:
Зарывание носом в волну:

48.

49.

Начальная стадия заливания палубы:

50.

Удар волны в надстройку:

51.

Слеминг морских сооружений

52.

Слошинг в танке при бортовой качке судна