Исследование гидродинамического сопротивления движению сортиментных плотов

• Main Authors: Подойницын, Константин, Мануковский, Андрей, Завершинская, О.
• Format: Text
• Language: unknown
• Published: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» 2011
• Subjects: ВОЛНОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ; ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ; ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛН; АМПЛИТУДА ВОЛН; СКОРОСТЬ; ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ОБТЕКАТЕЛЬ; dvina
• Online Access: http://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-gidrodinamicheskogo-soprotivleniya-dvizheniyu-sortimentnyh-plotov; http://cyberleninka.ru/article_covers/15004700.png

В статье представлены результаты математического моделирования гидродинамических сопротивлений, возникающих при буксировках плотов различной компоновки, используемых для сплава по реке Северная Двина и ее притоках. Изначально была построена математическая модель, возникающих при движении плота сил сопротивления и их зависимость от скорости буксировки для типовых плотов. На основании проведенных исследований предложено применение гидродинамических сопротивлений движению и построена математическая модель возникающих при движении плота сил сопротивления и их зависимость от скорости буксировки для плотов с гидродинамическим головным обтекателем, предложена методика расчета сопротивления движению плота с установленным гидродинамическим обтекателем. Расчеты были произведены для шести типовых видов формирования плотов, моделирование производилось с помощью программного обеспечения, разработанного в Воронежской государственной лесотехнической академии. Для имитации процесса были учтены силы сопротивления от ветра, возникающих при этом волнения поверхности воды и грубый расчет сопротивления формы наиболее значительным является сопротивление формы, влияющее на выбор типа буксира и их количество. Уменьшение гидродинамического сопротивления позволит отказаться от привлечения дополнительных технических средств буксировки. Оптимальным решением для уменьшения ширины плота или его гидравлического сопротивления в головной части путем установки гидравлического обтекателя. Установка гидродинамического обтекателя в разы уменьшает сопротивление движению и в два раза на максимальных скоростях буксировки и в пять раз при минимальной скорости буксировки. Таким образом, установка гидродинамического обтекателя увеличивает скорость буксировки. Одним из преимуществ плота с гидродинамическим обтекателем является плавное увеличение сопротивлений движения при возрастании скорости, что уменьшает вероятность обрыва буксировочных тросов. The paper presents the results of mathematical modeling of the hydrodynamic resistance encountered when towing rafts of different layouts used for rafting on the Northern Dvina River with its feeders. Originally a mathematical model of arising resistance forces during raft motion with their dependence on the rate for standard towing rafts was made. Based on the studies the use of hydrodynamic resistance to movement was suggested with a mathematical model arising of resistance forces in motion of raft with their dependence on the speed of towing rafts to a hydrodynamic fairing, the technique of calculating of the resistance to the raft motion with determined hydrodynamic fairing was suggested. Calculations were performed for six typical types of rafts forming, modeling was performed using software developed at Voronezh State Academy of Forestry and Technologies. To simulate the process, the resistance force of the wind, arising in this water surface waving, a rough calculation of resistance form showed that the most significant is the form drag, which affects the choice of a tug and their number. Reduce of hydrodynamic resistance will allow to refuse of attraction of additional technical equipment for hauling. The optimal solution to reduce the width of the raft and its hydraulic resistance in the head part is installing of a hydraulic fairing. Installation of hydrodynamic fairing at times reduces the resistance to movement and twice reduces at the maximum speed of towing up to five times reduces at the minimum speed towing. Thus, the installation of the hydrodynamic fairing increases the speed of towing. One of advantages of the raft with a hydrodynamic fairing is a smooth increase of the resistance movement with increasing of speed, which reduces the likelihood of breakage of tow ropes.