rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваrmrs-57Research ArticleМОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА СУДОВSEAWORTHINESSО влиянии курсового угла и скорости на амплитуды вторых гармоник нелинейной качки суднаEffect of heading angle and velocity on the second harmonics of the nonlinear ship motions amplitudesСеменоваВ. Ю.SemenovaV. Yu.

д-р техн. наук, профессор

Санкт-Петербург

DSc, professor

St. Petersburg

sem_viktoria@mail.ruАльбаевД. А.AlbaevD. A.

 

Санкт-Петербург

St. Petersburg

albaevdanil@gmail.comСанкт-Петербургский государственный морской технический университет (СПбГМТУ)РоссияSt. Petersburg State Marine Technical University (SMTU)Russian Federation202328102024070/714657Copyright © Семенова В.Ю., Альбаев Д.А., 20242024Семенова В.Ю., Альбаев Д.А.Semenova V.Y., Albaev D.A.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/57

В статье рассматривается определение нелинейных сил второго порядка и соответствующих амплитуд качки на основании трехмерной потенциальной теории. Для их определения используются методы интегральных уравнений и метод малого параметра. Проводится апробация расчетов амплитуд вторых гармоник по разработанным программам в сравнении с различными программами, основанными на использовании двухмерных методов. Проводится исследование влияния на амплитуды вторых гармоник изменения курсового угла и скорости хода. Расчеты амплитуд приводятся для различных судов. Показано значительное влияние нелинейных сил на амплитуды вертикальной и бортовой качки в зонах супергармонических резонансных режимов при расположении судна лагом и необходимость его учета. Показано определение суммарных амплитудно-частотных характеристик, выполненных с учетом амплитуд вторых гармоник.

The article discusses the definition of second-order nonlinear forces and the corresponding motions amplitudes based on three-dimensional potential theory. To determine them, the methods of integral equations and the method of a small parameter have been used. Approbation of the second harmonics amplitude calculations by the developed programs has been carried out in comparison with various programs based on the use of two-dimensional methods. Amplitudes of the second harmonics of the change in heading angle and speed have also been studied. Amplitude calculations have been given for various ships. Significant influence of non-linear forces on the amplitudes of heaving and rolling in the zones of superharmonic resonant modes when the ship is positioned in beam waves and the need to take it into account have been shown, as well as the determination of the total amplitude-frequency characteristics performed taking into account the amplitudes of the second harmonics.

супергармонический резонанснелинейные силыметод малого параметрафункция Гринатрехмерная потенциальная теорияsuperharmonic resonancenonlinear forcessmall parameter methodGreen's functionthree-dimensional potential theoryReferencesЛуговский В.В. Нелинейные задачи мореходности корабля Л., Судостроение, 1966.Lugovskiy V.V. Nelineynye zadachi morekhodnosti korablya [Nonlinear problems of ship's seaworthiness]. L., Sudostroenie, 1966.Семенова В.Ю. Разработка метода расчета нелинейной качки судов //Дисс. на соиск. уч. степени д. т. н. Библиотека СПбГМТУ, 2005.Semenova V. Yu. Razrabotka metoda rascheta nelineynoy kachki sudov [Development of a method for calculating the non-linear motions of ships] //DSc. Diss. Biblioteka SPBGMTU, 2005.Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. Определение инерционно-демпфирующих сил второго порядка малости, возникающих при качке судна, на основании трехмерной потенциальной теории //Морские интеллектуальные технологии, № 2 (44), Т.1, 2019, c. 36 — 44.Semenova V.Yu., Albayev D.A. (2019). Opredeleniye inertsionno-dempfiruyushchikh sil vtorogo poryadka malosti, voznikayushchikh pri kachke sudna, na osnovanii trekhmernoy potentsialnoy teorii [Determination of the second order inertial-damping forces arising during the oscillations of the ship based on the three-dimensional potential theory] //Morskiye intellektualnyye tekhnologii, No. 2(44), Vol. 1, 2019, pp. 36 — 44.Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. Определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при вертикальной качке судна, на основании трехмерной потенциальной теории. Морские интеллектуальные технологии. № 4-1 (40), 2019, c. 63 — 69.Semenova V.Yu., Albayev D.A. Opredeleniye nelineynykh sil vtorogo poryadka, voznikayushchikh pri vertikalnoy kachke sudna, na osnovanii trekhmernoy potentsialnoy teorii [Determination of nonlinear forces of the second order arising during the heaving of a ship, based on threedimensional potential theory]. Morskiye intellektualnyye tekhnologii. Nos. 4-1 (40), 2019, pp. 63 — 69.Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. Определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при поперечно-горизонтальных и бортовых колебаниях судов на основании трехмерной потенциальной теории. Морские интеллектуальные технологии. № 2-2 (48), 2020, c. 11 — 18.Semenova V.Yu., Albayev D.A. Opredeleniye nelineynykh sil vtorogo poryadka, voznikayushchikh pri poperechno-gorizontalnykh i bortovykh kolebaniyakh sudov na osnovanii trekhmernoy potentsialnoy teorii [Determination of nonlinear second-order forces arising from horizontal and rolling motions of ships based on three-dimensional potential theory]. Morskiye intellektualnyye tekhnologii. No. 2-2 (48), 2020, pp. 11 — 18.Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. Определение нелинейных дифракционных сил второго порядка, действующих на судно, на основании трехмерной теории. Морские интеллектуальные технологии, № 2, Т. 3, 2021, с. 20 — 28Semenova V.Yu., Albayev D.A. Opredeleniye nelineynykh difraktsionnykh sil vtorogo poryadka, deystvuyushchikh na sudno, na osnovanii trekhmernoy teorii [The determination of nonlinear second-order diffraction forces acting on a ship based on three-dimensional theory]. Morskiye intellektualnyye tekhnologii, No. 2, Vol. 3, 2021, pp. 20 — 28.Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. Определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при взаимодействии волнения и отдельных видов качки судна. Морские интеллектуальные технологии. № 4, Т. 2., 2021, с. 21 — 31.Semenova V.Yu., Albayev D.A. Opredeleniye nelineynykh sil vtorogo poryadka, voznikayushchikh pri vzaimodeystvii volneniya i otdelnykh vidov kachki sudna [Determination of nonlinear forces of the second order arising from the interaction of waves and certain types of ship's motions] Morskiye intellektualnyye tekhnologii. No. 4, Vol. 2, 2021, pp. 21 — 31.Семенова В.Ю., Альбаев Д.А. Численное определение нелинейных сил второго порядка, возникающих при взаимодействии отдельных видов качки судна на регулярном волнении. Морские интеллектуальные технологии. № 2, ч. 2. с. 125 — 133Semenova V.Yu., Albayev D.A. Chislennoye opredeleniye nelineynykh sil vtorogo poryadka, voznikayushchikh pri vzaimodeystvii otdelnykh vidov kachki sudna na regulyarnom volnenii [Numerical determination of nonlinear forces of the second-order arising from the interaction of certain types of ship's motions in regular waves], Morskiye intellektualnyye tekhnologii. No. 2, P. 2, 2022, pp. 125 — 133.Lee C. H., Zhu X. Second-order diffraction and radiation solutions on floating bodies // 8th International Workshop on Water Waves and Floating Bodies, St. John’s, Newfoundland, Canada, 1993, pp. 165 — 185.Lee C.H., Zhu X. Second-order diffraction and radiation solutions on floating bodies //8th International Workshop on Water Waves and Floating Bodies, St. John's, Newfoundland, Canada, pp. 165 — 185.Papanikolaou A., Zaraphonitis G.N. Second-order theory and calculations of motions and loads of arbitrarily shaped 3D bodies in waves. // Marine Structures, No. 6, pp. 165 — 185.Papanikolaou A., Zaraphonitis G.N. Second-order theory and calculations of motions and loads of arbitrarily shaped 3D bodies in waves. // Marine Structures, No. 6, 1993, pp. 165 — 185.

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