ВПЛИВ КОНТУРІВ КОРПУСУ ТА ВАНТАЖУ НА БІЧНУ СИЛУ І МОМЕНТ РИСКАННЯ В СИСТЕМАХ КЕРУВАННЯ СУДНОМ У РЕАЛЬНОМУ ЧАСІ
https://doi.org/10.33815/2313-4763.2024.2.29.024-034
Анотація
Важливим елементом математичного забезпечення бортового обчислювача є математична модель судна, використання якої дозволяє суттєво підвищити якість системи керування. Математичні моделі використовуються для прогнозування руху об'єкта керування, спостереження за параметрами вектора стану системи, недоступних прямому вимірюванню, у тому числі в шумах, визначення відмов командних та виконавчих пристроїв, вирішення оптимізаційних задач тощо. Метою дослідження є визначення результуючої бокової сили і моменту, а також плеча результуючої бокової сили, залежно від кута набігання потоку та форми корпусу, підвищення точності розрахунків керувань із використанням уточненої математичної моделі, підвищення ефективності системи керування та безпеки судноплавства в цілому. Отримані інтегральні функції визначення результуючої бокової сили, результуючого моменту рискання та плеча результуючої бокової сили, залежно від кута набігання потоку та форми обводів корпусу. Розраховані значення інтегральних функцій для простих обводів корпусу. У порівнянні із відомими підходами до визначення гідродинамічної та аеродинамічної взаємодії корпусу судна з оточуючим середовищем, отримані результати дозволяють: значно точніше оцінювати зовнішні впливи із використанням простих математичних моделей, які можна застосовувати у бортовому обчислювачі системи керування у реальному часі. Отримані результати пояснюються знаходженням та використанням інтегральних функцій визначення результуючої бокової сили, результуючого моменту та плеча результуючої бокової сили, які для простих форм корпусу зводяться до аналітичних рішень. Результати є відтворюваними і можуть використовуватися в математичній моделі автоматизованої системи керування рухом судна в реальному часі.
Посилання
2. Kliuiev, O., Sadovoi, O., Serhiienko, S., Sokhina, Yu. (2022). Vykorystannia filtra Kalmana yak sposterihacha stanu u vektornii systemi keruvannia asynkhronnoiu mashynoiu, Elektroenerhetyka, elektrotekhnika ta elektromekhanika. https://doi.org/10.32782/1995-0519.2022.5.
3. Ivaniuk, M. A., Pyskunov, S. O. (2021). Kontroler tysku dlia pnevmatychnoho halma na osnovi filtra Kalmana, Innovatsii molodi v mashynobuduvanni, Vol. 3. https://doi.org/10.20535/ 2708-3926.2021.3.229206.
4. Zinchenko, S. N., Lyashenko, V. G. (2017). Ispol'zovanie nejrosetevoj modeli sudna dlya resheniya zadach upravleniya, Naukovij vіsnik HDMA №2 (17), c. 231–237. http://journals.ksma.ks.ua/nvksma/article/view/587/524.
5. Zinchenko, S. N., Lyashenko, V. G., Shalaeva, A. A. (2017). Ocenka manevrennyh vozmozhnostej sudna s pomoshch'yu nejrosetevoj modeli, sinteziruemoj v processe ego shtatnoj ekspluatacii, Materіali IV MNPK «Bezpeka zhittєdіyal'nostі na transportі a virobnictvі: osvіta, nauka, praktika», Herson, 14–16 veresnya 2017 r., s. 236–240.
6. Zinchenko, S. N., Lyashenko, V. G., Grosheva, O. A. (2018). Sintez optimal'nogo upravleniya sudnom s granichnymi usloviyami, Naukovij vіsnik HDMA №1(18). http://journals.ksma.ks.ua/nvksma/article/view/502/440.
7. Kulikov, D. O., Kupina, O. A., Loriia, M. H., Tselishchev, O. B (2022). Vykorystannia matematychnoi modeli dlia optymizatsii dynamichnykh parametriv protsesiv vyrobnytstva amiaku, Visnyk skhidnoukrainskoho natsionalnoho universytetu im. V. Dalia. https://doi.org/10.33216/ 1998-7927-2022-275-5-49-54.
8. Zinchenko, S. N., Lyashenko, V. G., Shalaeva, A. A. (2017). Raschet i realizaciya manevra raskhozhdeniya s sudami celyami v bortovoj CVM, Materіali IV MNPK «Bezpeka zhittєdіyal'nostі na transportі ta virobnictvі: Osvіta, nauka, praktika», Herson, 14–16 veresnya 2017 r., s. 230–235.
9. Ayub, F. A, Furukawa, Y. (2020). Prediction of Hydrodynamic Forces Acting on Wigley Hull based on SQCM, IOP Conference Series Earth and Environmental Science, 557(1):012015, September 2020. https://doi.org/10.1088/1755-1315/557/1/012015.
10. Kryvyi, O., Miyusov, M. (2019). The Creation of Polynomial Models of Hydrodynamic Forces on the Hull of the Ship with the help of Multi- factor Regression Analysis, 8-th International Maritime Science Conference (IMSC), Budva, Montenegro.
11. Gokulakrishnan, M., Jebin, S., Kumar, A., Vijayakumar, R. (2022). Numerical prediction of hydrodynamic forces and moments of KCS in shallow water, Conference: OCEANS 2022 – Chennai. https://doi.org/10.1109/OCEANSChennai45887.2022.9775441.
12. Bitiukov, M. A., Herasymov, K. D., Kyrylov, P. A., Chystiakov, R. S. (2022). Zastosuvannia chyselnykh metodyk dlia otsinky vplyvu nepriamostinnosti korpusu sudna na velychynu khvylovykh navantazhen, Pratsi Krylovskoho derzhavnoho naukovoho tsentru S-I (1), 98–101 https://doi.org/10.24937/2542-2324-2022-1-S-I-98-101.
13. Davydov, I., Pecheniuk, A. (2023). Doslidzhennia vplyvu formy nosovoi chastyny sudna na yoho opir v umovakh tykhoi vodi ta khvyliuvannia, Visnyk Odeskoho natsionalnoho morskoho universytetu. https://doi.org/10.47049/2226-1893-2023-3-7-20.
14. Chureev, E. A., Romanyuta, D. A., Belousov, V. A., Nikolaev, I. I. (2022). Obosnovanie i vybor osnovnyh harakteristik malogo rybolovnogo sudna s bol'shoj polnotoj korpusa, Izvestiya KGTU. https://doi.org/10.46845/1997-3071-2022-67-71-86.
15. Begovic, E., Panahi, S., Rinauro, B., Rosano, G. (2023). Determination of Hydrodynamic Maneuvering Coefficients of a Planing Hull Using CFD with the Aid of SDT, Progress in Marine Science and Technology, Vol. 7, 65–77. https://doi.org/10.3233/PMST230010.
16. D'omin, S. I., Zhukov Ye. I., Kubachov M. O. ta in. (1991). Keruvannya sudnom: Navchal'nyy posibnyk dlya VNZ. Pid redaktsiyeyu Snopkova V. I., 359 s.
