СТРУКТУРА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ ПРИ СОВМЕСТНОЙ КАЧКЕ СУДОВ НА ВОЛНЕНИИ

摘要

Object and purpose of research. This paper studies hydrodynamic aspects of two moving ships jointly undergoing motions in waves. The purpose of the study is to obtain the expressions (required to perform analytical assessments) for the hydrodynamic forces exerted by disturbed fluid. Materials and methods. The study solves the above-stated problem for specified parameters of ships, their positions and navigation conditions applying the methods of hydrodynamic theory of motions. Main results. The study yielded analytical expressions for hydrodynamic forces and moments acting on each of the two ships, considering their mutual hydrodynamic effect. Typical positions of these ships (beam-to-sea and along with incoming two-dimensional waves) have been investigated. Hydrodynamic loads are the components in the equations describing the kinematics of the ships undergoing motions near each other, or the kinematics of the ship near a quay or a fixed platform. Conclusion. The relationships suggested in this paper determine the structure of hydrodynamic load and are the force components required to obtain the data on motion kinematics of ships, both moored and running jointly in waves. These navigation conditions correspond to cargo offloading and replenishment at sea. These operations, in their turn, are impossible without automatic tracking systems, and these systems cannot be designed without the data on kinematics of ships in waves.%Объект и цель научной работы. Объектом работы являются гидродинамические аспекты движения двух судов при их совместной качке на волнении. Цель состоит в формировании выражений для действующих со стороны взволнованной жидкости гидродинамических сил, необходимых для вычислительных оценок. Материалы И методы. Для заданных характеристик судов, варианта их расположения и режимов плавания решение задачи базируется на методах гидродинамической теории качки. Основные результаты. Получены аналитические выражения для гидродинамических сил и моментов, действующих на каждое из двух судов с учетом их взаимного гидродинамического влияния. Рассмотрены характерные варианты расположения судов - лагом к волнению и вразрез набегающим двухмерным волнам. Гидродинамические нагрузки являются составляющими в уравнениях, описывающих кинематику качающихся рядом судов, или судна, расположенного у причального сооружения или неподвижного основания. Заключение. Предложенные соотношения, определяющие структуру гидродинамических нагрузок, являются силовыми составляющими, необходимыми для получения данных о кинематике качки судов - как ошвартованных, так и при совместном ходе на волнении. Подобные режимы плавания отвечают операциям передачи грузов в море и снабжения топливом на ходу. В свою очередь, обеспечение таких операций требует использования автоматических следящих систем, для проектирования которых исходными являются данные о кинематике судов на волнении.