1.3 Методы на основе систематических модельных испытаний

Данные методы являются наиболее точными методами расчета остаточного сопротивления (сюда входит и волновое) на начальных стадиях проектирования. При этом подразумевается близкое подобие обводов проекта к обводам испытанной серии. Сведения о части подобных серий, применимых к судам и кораблям приведены в таблице 1.3.

Результаты систематических испытаний моделей судов в бассейне представляются, как правило, в виде семейств графиков (например, [12]). Так вариант для расчета остаточного сопротивления по материалам серий «60» представлен в виде набора из 19 графиков, на каждом из которых 13 … 15 линий. При компьютерном проектировании, решении задач оптимизации такое представление не удобно.

Математическая статистика дает возможность представить экспериментальный материал в виде аналитической зависимости.

В работе [29] предлагается приближенная формула для расчета коэффициента остаточного сопротивления моделей серии «60»:

(1.10)

Первое слагаемое в (10) определяет коэффициент сопротивления формы корпуса, второе показывает коэффициент сопротивления от волн.

Представление результатов испытаний систематических серий моделей в более компактном виде возможно при использовании экстраполяционного метода. В этом случае за кривую коэффициента остаточного и волнового сопротивления прототипа принимают результаты испытаний одной из моделей серии, которая считается базовой. Для получения результатов испытаний других моделей серии применяются коэффициенты влияния.

Для примера рассмотрим серию SSPA (см. таблица 1.3), для которых коэффициент остаточного сопротивления определяется по соотношению:

(1.11)

Где – коэффициенты влияния по коэффициенту общей полноты и относительной длине; – поправка на отношение ширины к осадке; – коэффициент остаточного сопротивления базовой модели ( ).

Коэффициент влияния по коэффициенту общей полноты может быть найден по формулам таблицы 1.7, представляющим собой аппроксимацию соответствующих графиков.

Значение коэффициента ля промежуточных значений чисел Фруда могут быть определены линейной интерполяцией.

Коэффициент влияния по относительной длине для серии SSPA находится по аппроксимирующей зависимости для соответствующего семейства кривых [30].

(1.12)

Максимальная относительная погрешность аппроксимации (11) составляет порядка 3,1%.

Кривая коэффициента остаточного сопротивления аппроксимируется зависимостями, приведенными в таблице 1.8.

Коэффициент влияния на отношение ширины к осадке:

(1.13)

Процедуры расчета остаточного сопротивления в некоторых случаях не учитывают наличие носового бульба. В работе [6] предлагается учесть его влияние путем уменьшения расчетного числа Фруда. Для этого расчетную длину судна предлагается увеличить на 2/3 длины бульба.

Таблица 1.7 – Определение коэффициента для формулы (1.11)

Продолжение таблицы

Таблица 1.8 – Формулы для определения коэффициента остаточного сопротивления базовой модели серии SSPA