Застосування математичного моделювання для уточнення значення упору рушія в косому потоці
| dc.contributor.author | Грудініна Ганна Сергіївна | |
| dc.contributor.author | Hrudinina Hanna S. | |
| dc.date.accessioned | 2024-03-29T09:23:35Z | |
| dc.date.available | 2024-03-29T09:23:35Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description | Грудініна, Г. С. Застосування математичного моделювання для уточнення значення упору рушія в косому потоці = Application of mathematical modelling to specify the value of propulsion resistance in an oblique flow / Г. С. Грудініна // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2023. – № 1 (17). – С. 60–72. | |
| dc.description.abstract | Метою роботи є отримання уточненого значення упору рушійно-кермових пристроїв у разі роботи в косому потоці води шляхом математичного моделювання. Методом математичного моделювання проведено дослідження гідродинамічних параметрів рушій¬но-кермового пристрою автономного ненаселеного підводного апарату. Отримано залежності упору рушійних пристроїв типу гребний гвинт у поворотній насадці та гвинтова поворотна колонка у разі ро¬боти в косому потоці води. В роботі пропонується поєднання двох методів дослідження: моделювання роботи рушіїв у косому потоці з використанням математичної моделі, реалізованої у системі Simulink Matlab, та розрахунок гідродинамічних параметрів рушійного пристрою засобами Flow Vision. Шляхом імітаційного моделювання руху автономного ненаселеного підводного апарату встанов¬лено, що зі збільшенням кута набігання потоку упор рушія, відповідно, і швидкість руху апарату значно зменшується. Для поворотної гвинтової колонки через застосування напрямної насадки спо-стерігається зростання упору в деякому діапазоні кутів набігання потоку. За результатами моделювання отримано вибірку даних, що у вигляді тривимірної матриці описує залежність відхилення упору рушія від кута та швидкості набігання потоку води ΔF = f (v, δ). У результаті числового розрахунку отримано такі параметри, як: співвісна сила упору комплексу гвинт–привод–насадка PN160-1; необхідна потужність, що підводиться до гребного гвинта PN160-1; бічна сила на рушії PN160-1; сумарний упор рушія PN160-2; сумарна бічна сила на рушії PN160-2; потужність, необхідна для обертання гребного гвинта PN160-2. Кожна отримана крива відповідає встановленій швидкості та куту набігання потоку: v = [1; 2; 3] м/с, δ = [0; 10; 20; 30]°. Сформовану у векторному вигляді вибірку даних було використано для навчання нейронної мережі у складі системи автоматичного керування швидкістю руху підводного апарату. Запропонований підхід дослідження зручно використовувати для отримання та уточнення нелінійних гідродинаміч-них параметрів автономних ненаселених підводних апаратів середнього та малого класів. | |
| dc.description.abstract1 | The purpose of the work is to obtain a precise value of the thrust of the propulsion and steering devices when working in an oblique flow of water by means of mathematical modelling. A study of the hydrodynamic parameters of the propulsion and steering device of an autonomous unmanned underwater vehicle was carried out using the method of mathematical modelling. The dependences of the thrust of propulsion devices such as a propeller in a rotary nozzle and a rotary screw column when working in an oblique water flow were obtained. The paper proposes a combination of two research meth¬ods: modelling the operation of thrusters in an oblique flow using a mathematical model implemented in the Simulink Matlab system and calculating the hydrodynam¬ic parameters of the propulsion device using Flow Vision. By simulating the motion of an autonomous unmanned underwater vehicle, it was established that with an increase in the angle of attack of the flow, the thrust of the engine and, accordingly, the speed of the vehicle decreases significantly. For a rotary screw column, due to the use of a directional nozzle, there is an increase in the resist¬ance in a certain range of angles of attack of the flow. According to the simulation results, a sample of data was obtained, which in the form of a three-dimensional matrix describes the dependence of the deviation of the thrust stop on the angle and speed of the water flow. As a result of the numerical calculation, the following parameters were obtained: coaxial thrust force of the screw-drive-nozzle complex PN160-1; required power supplied to the propeller PN160-1; lateral force on the PN160-1 engine; total stop of the PN160-2 engine; total lateral force on the PN160-2 engine; power is required to rotate the PN160-2 propeller. Each obtained curve corresponds to the set speed and angle of attack of the flow: v = [1; 2; 3] m/s, δ = [0; 10; 20; 30]°. The data sample formed in vector form was used to train a neural network as part of the automatic speed control system of the underwater vehicle. The proposed research approach is convenient to use for obtaining and specifying nonlinear hydrodynam¬ic parameters of autonomous unmanned underwater vehicles of medium and small classes. | |
| dc.identifier.issn | 2409-3858 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2519-1845 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/8088 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.relation.ispartofseries | УДК; 681.5:629.58 | |
| dc.subject | математичне моделювання | |
| dc.subject | рушійно-кермовий пристрій | |
| dc.subject | обчислювальна гідроди¬наміка | |
| dc.subject | автономний ненаселений підводний апарат | |
| dc.subject | mathematical modelling | |
| dc.subject | propulsion and steering device | |
| dc.subject | computational hydrodynamics | |
| dc.subject | autonomous unmanned underwater vehicle | |
| dc.title | Застосування математичного моделювання для уточнення значення упору рушія в косому потоці | |
| dc.title.alternative | Application of mathematical modelling to specify the value of propulsion resistance in an oblique flow | |
| dc.type | Article |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 4.38 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: