rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваGIZBFYrmrs-126Research ArticleМОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА СУДОВSEAWORTHINESSОценка параметров волн при движении некоторых тел простой формы в свободном потоке численными методамиA study of some simple-shape bodies wave generation during motion in the unrestricted flowЧебанЕ. Ю.ChebanE. Yu.

Д-р техн. наук

603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

DSc

 603950, Nizhny Novgorod, ul. Nesterova, 5

egor.cheban.2@gmail.comКожевниковА. И.KozhevnikovA. I.

Аспирант

603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5

PhD student

603950, Nizhny Novgorod, ul. Nesterova, 5

nkolonget@ro.ruНикущенкоД. В.NikushchenkoD. V.

Д-р техн. наук

190121, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, 3

DSc, St.

190121, St. Petersburg, Lotsmanskaya ul., 3

dmitry@nikushchenko.ruВолжский государственный университет водного транспортаРоссияVolga State University of Water TransportRussian FederationСанкт-Петербургский государственный морской технический университетРоссияPetersburg State Marine Technical UniversityRussian Federation2025250720250793951Copyright © Чебан Е.Ю., Кожевников А.И., Никущенко Д.В., 20252025Чебан Е.Ю., Кожевников А.И., Никущенко Д.В.Cheban E.Y., Kozhevnikov A.I., Nikushchenko D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/126

В статье рассматриваются особенности волнообразования при движении со скоростями от 7 м/с до 11,7 м/с тел различной формы: шара, эллипсоида, модифицированного тела Вигли и продольного цилиндра с обтекателями с L/B = 1, 2, 4, 6, 8, 16 при изменении осадок от 0,465 м до 0,865 м. Представлены результаты численного моделирования с помощью программного комплекса NUMECA/FineMarineТМ. Приведены зависимости коэффициентов полного сопротивления и высот генерируемых волн от чисел Фруда. Показано влияние основных размерений и формы тел на коэффициент полного сопротивления и генерируемых высот волн, а также нелинейность процесса волнообразования при изменении размеров тел и осадок. Полученные результаты будут использованы для исследований в области снижения волнового сопротивления большегрузного катамарана за счет интерференции волновых систем, создаваемых его корпусами и устанавливаемым в междукорпусном пространстве дополнительным телом, образующим с судном единый гидродинамический комплекс.

The article considers the features of wave formation during movement at speeds from 7 m/s to 11.7 m/s of bodies of various shapes: a sphere, an ellipsoid, a modified Wigley hull and a longitudinal cylinder with fairings with L/B = 1, 2, 4, 6, 8, 16 and a range of draft from 0,465 m to 0,865 m. The results of numerical modeling using the NUMECA/FineMarineTM software package are presented. The dependences of the coefficients of total resistance and heights of generated waves on the Froude numbers are presented. The influence of the main dimensions and shape of bodies on the coefficient of total resistance and generated wave heights is shown, as well as the nonlinearity of the wave formation process when changing the dimensions of bodies and drafts. The results obtained will be used for research in the field of reducing the wave resistance of a heavy-duty catamaran due to the interference of wave systems created by its hulls and an additional body installed in the interhull space, forming a general hydrodynamic complex with the vessel.

волнообразованиевычислительная гидродинамикаволновое сопротивлениеэллипсоиддвижение тел в неограниченном потокетело Виглибольшегрузный катамаранкорабельные волныship's wavecomputational fluid dynamics (CFD)wave resistanceellipsoidunlimited flowWigley hulllarge-cargo catamaranswave interferencewave heightReferencesMandru A. Experimental study on catamaran hydrodynamics / A. Mandru, F. Pacuraru // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 916. – P. 012060. – DOI 10.1088/1757-899X/916/1/012060.Mandru A., Pacuraru F. Experimental study on catamaran hydrodynamics. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 916. P. 012060. DOI: 10.1088/1757-899X/916/1/012060.Saha G.K. Hydrodynamic optimization of a catamaran hull with large bow and stern bulbs installed on the center plane of the catamaran / G.K. Saha, K. Suzuki, H. Kai // Marine Science and Technology. – 2005. – Vol. 10, No. 1. – P. 32 – 40. – DOI 10.1007/s00773-004-0186-6.Saha G.K., Suzuki K., Kai H. Hydrodynamic optimization of a catamaran hull with large bow and stern bulbs installed on the center plane of the catamaran. Marine Science and Technology. 2005. Vol. 10, No. 1. P. 32 – 40. DOI: 10.1007/s00773-004-0186-6.Danisman D.B. Numerical and experimental investigation of the effect of bow flare angle on the resistance and seakeeping performance of catamarans / D.B. Danisman // Ocean Engineering. – 2014. – Vol. 91. – P. 227 – 234.Danisman D.B. Numerical and experimental investigation of the effect of bow flare angle on the resistance and seakeeping performance of catamarans. Ocean Engineering. 2014. Vol. 91. P. 227 – 234.Havelock T.H. The wave resistance of a spheroid / T.H. Havelock // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. – 1931. – Vol. 131, No. 817. – Р. 275 – 285.Havelock T.H. The wave resistance of a spheroid. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 1931. Vol. 131, No. 817. P. 275 – 285.Havelock T.H. The wave resistance of an ellipsoid / T.H. Havelock // Proceedings of the Royal Society of London. Series A. – 1931. – Vol. 132, No. 820. – Р. 480 – 486.Havelock T.H. The wave resistance of an ellipsoid. Proceedings of the Royal Society of London. Series A. 1931. Vol. 132, No. 820. P. 480 – 486.Kinoshita M. Wave-making resistance of a submerged spheroid, ellipsoid and a ship in a shallow sea / M. Kinoshita, T. Inui // Journal of Zosen Kiokai. – 1953. – Vol. 1953, Issue 75. – P. 119 – 135.Kinoshita M., Inui T. Wave making resistance of a submerged spheroid, ellipsoid and a ship in a shallow sea. Journal of Zosen Kiokai. 1953. Vol. 1953, Issue 75. P. 119 – 135.Huan J. Design of minimum drag bodies in incompressible laminar flow / J. Huan, V. Modi // Inverse Problems in Engineering. – 1996. – Vol. 3, No. 4. – P. 233 – 260. – DOI 10.1080/174159796088027626.Huan J., Modi V. Design of minimum drag bodies in incompressible laminar flow. Inverse Problems in Engineering. 1996. Vol. 3, No. 4. P. 233 – 260. DOI 10.1080/174159796088027626.Benham G.P. Wave drag on asymmetric bodies / G.P. Benham, J.P. Boucher, R. Labbé, M. Benzaquen et al. // Journal of Fluid Mechanics. – 2019. – Vol. 878. – P. 147 – 168.Benham G.P., Boucher J.P., Labbé R., Benzaquen M. et al. Wave drag on asymmetric bodies. Journal of Fluid Mechanics. 2019. Vol. 878. P. 147 – 168.Петров А.А. Оценка ходкости судна на открытой воде после демонтажа носового бульба / А.А. Петров, А.А. Рябова, Ф.С. Рябов // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2021. – № 64/65. – С. 27 – 36. – EDN IEHYBY.Petrov A.A., Ryabova A.A., Ryabov Ph.S. Assessment of the propulsion qualities of a ship in the open water after dismantling the bulbous bow. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2021. No. 64/65. P. 27 – 36. EDN IEHYBY. (In Russ.)Чебан Е.Ю. Особенности волнообразования некоторых тел простой формы при больших числах Фруда // Транспорт. Горизонты развития – 2023: м-лы междунар. науч.-практ. форума / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников, С.В. Бушков; ФГБОУ ВО «ВГУВТ». – 2023. [Электронный ресурс] URL: http://вф-река-море.рф/2023/PDF/3_15.pdf.Cheban E.Yu., Kozhevnikov A.I., Bushkov S.V. Peculiarities of wave formation of some bodies of simple shape at large Froude numbers. Transport. Gorizonty razvitija – 2023 [Transport. Development Horizons: International Scientific and Industrial Forum]. Volga State University of Water Transport. 2023. URL: http://вф-река-море.рф/2023/PDF/3_15.pdf. (In Russ.)Чебан Е.Ю. Предварительная оценка гидродинамических характеристик большегрузного катамарана на мелководье с помощью численных методов / Е.Ю. Чебан, Д.В. Никущенко, Т.В. Старкова, Д.О. Жигалов // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. – 2024. – № 74. – С. 23 – 34. – EDN ZFDNTR.Cheban E.Yu., Nikushchenko D.V., Starkova T.V., Zhigalov D.O. Preliminary estimation of hydrodynamic parameters of a large cargo catamaran in shallow water using numerical methods. Research Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping. 2024. No. 74. P. 23 – 34. EDN ZFDNTR. (In Russ.).Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования большегрузного катамарана для внутренних водных путей численными методами / Е.Ю. Чебан, Е.А. Лукина, С.Г. Митрошин, О.В. Мартемьянова и др. // Морские интеллектуальные технологии. – 2023. – № 3-1 (61). – С. 210 –219. – DOI 10.37220/MIT.2023.61.3.021. – EDN PERDQG.Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования большегрузного катамарана для внутренних водных путей численными методами / Е.Ю. Чебан, Е.А. Лукина, С.Г. Митрошин, О.В. Мартемьянова и др. // Морские интеллектуальные технологии. – 2023. – № 3-1 (61). – С. 210 –219. – DOI 10.37220/MIT.2023.61.3.021. – EDN PERDQG.Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования поплавков-бульбов большегрузного катамарана / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников // Транспорт. Горизонты развития: труды 4-го Междунар. науч.-пром. форума, Нижний Новгород – Новосибирск – Владивосток – Самара, 23–26 апреля 2024 года. – Нижний Новгород: ВГУВТ, 2024. – С. 104. – EDN XPGFRW.Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования поплавков-бульбов большегрузного катамарана / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников // Транспорт. Горизонты развития: труды 4-го Междунар. науч.-пром. форума, Нижний Новгород – Новосибирск – Владивосток – Самара, 23–26 апреля 2024 года. – Нижний Новгород: ВГУВТ, 2024. – С. 104. – EDN XPGFRW.User Manual FINE™/Marine v8.2, Documentation v8.2 NUMECA International, 187-189, Chaussee de la Hulpe 1170 Brussels, Belgium.User Manual FINE™/Marine v8.2, Documentation v8.2 NUMECA International, 187-189, Chaussee de la Hulpe 1170 Brussels, Belgium.Никущенко Д.В. Численные методы в механике жидкости: уч. пос. / Д.В. Никущенко. – СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2025. – 144 с.Никущенко Д.В. Численные методы в механике жидкости: уч. пос. / Д.В. Никущенко. – СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2025. – 144 с.Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования поплавков для использования в качестве бульбов большегрузных катамаранов / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников // Научные проблемы водного транспорта. – 2024. – № 78. – С. 84 – 96. – DOI 10.37890/jwt.vi78.456. – EDN NZMKRT.Чебан Е.Ю. Исследование волнообразования поплавков для использования в качестве бульбов большегрузных катамаранов / Е.Ю. Чебан, А.И. Кожевников // Научные проблемы водного транспорта. – 2024. – № 78. – С. 84 – 96. – DOI 10.37890/jwt.vi78.456. – EDN NZMKRT.Tuck E.O. Wave patterns and minimum wave resistance for high-speed vessels / E.O. Tuck, D.C. Scullen, L. Lazauskas // 24th Symposium on Naval Hydrodynamics, Fukuoka, Japan, 8–13 July. – 2002.Tuck E.O. Wave patterns and minimum wave resistance for high-speed vessels / E.O. Tuck, D.C. Scullen, L. Lazauskas // 24th Symposium on Naval Hydrodynamics, Fukuoka, Japan, 8–13 July. – 2002.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.