МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПЕРЕХІДНИХ РЕЖИМІВ ПРОПУЛЬСИВНИХ КОМПЛЕКСІВ ЕЛЕКТРОХОДІВ З ПІДРУЛЮЮЧИМИ ПРИСТРОЯМИ
Анотація
Метою роботи є розробка математичної моделі та методу розрахунку перехідних режимів гребних електроенергетичних установок з підрулюючими пристроями. Методика. При маневруванні і гребна електроенергетична установка, і підрулюючи пристрої, і корпус судна працюють на перехідних режимах. Тривалості перехідних процесів у них співмірні, тому аналіз поведінки будь-якої складової частини пропульсивного комплексу повинен проводитися в єдності з усіма іншими частинами. Результати. Розроблено математичну модель та метод розрахунку перехідних режимів пропульсивних комплексів електроходів з підрулюючими пристроями. Робота гребних гвинтів підрулюючих пристроїв розглянута з урахуванням гідродинамічних процесів їх взаємодії з корпусом судна, в’язкісних втрат і в’язкісної взаємодії. Виявлено критерії динамічної подібності та узагальнені безрозмірні параметри комплексу, що впливають на маневрені показники. Працездатність моделі та методу розрахунку підтверджені результатами чисельного моделювання, що ілюструють вплив роботи підрулюючих пристроїв на маневреність електроходів. Наукова новизна. Модель і метод розрахунку дозволяють розраховувати основні режимні показники та показники якості маневрування сучасних електроходів, обладнаних підрулюючими пристроями. Одночасно здійснюється контроль режимних показників всіх складових частин гребної електроенергетичної установки. З’являється можливість проектування гребних установок за кінцевим результатом – за якістю маневрування судна. Практичне значення. Метод розрахунку дозволить проводити дослідження поведінки пропульсивних комплексів при маневруванні, оптимізувати процес управління, відшукувати шляхи підвищення маневреності електроходів. Бібл. 15, табл. 2, рис. 7.
Завантаження
Посилання
2. Yukun Feng, Zuogang Chen, Yi Dai, Ping Wang. An experimental and numerical investigation on hydrodynamic characteristics of the bow thruster. Ocean Engineering, 2020, vol. 209(8):107348. doi: 10.1016/j.oceaneng.2020.107348.
3. Teresa Abramowicz-Gerigk, Miroslaw K. Gerigk. Experimental study on the selected aspects of bow thruster generated flow field at ship zerospeed conditions. Ocean Engineering, 2020, vol. 209(92):107463. doi: 10.1016/j.oceaneng.2020.107463.
4. Numerical Study of Pressure Fluctuation for Bow Thruster. Journal of Shanghai Jiaotong University , vol. 51(3), pp. 294–299. doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2017.03.007.
5. Ionut Cristian Scurtu, Valentin Oncica. Combined CFX and Structural Simulation for Bow Thrusters Loading under Operating Conditions. Journal of Physics Conference Series, vol. 1122(1):012024. doi: 10.1088/1742-6596/1122/1/012024.
6. Sardono Sarwito, Semin Semin, Muhammad Badrus Zaman, , Kamarul Hawari Ghazali. Unbalanced Voltages of Bow Thruster Motor Performance in the Ship Using Simulation. International Review of Electrical Engineering (IREE) , vol. 16(5):455. doi: 10.15866/iree.v16i5.18132.
7. Xiao Z., Li H., Fang H., Guan Y., Liu T., Hou L., Guerrero J. M. Operation Control for Improving Energy Efficiency of Shipboard Microgrid Including Bow Thrusters and Hybrid Energy Storages. IEEE Transactions on Transportation Electrification, June 2020, pp. (99):1-1. doi: 10.1109/TTE.2020.2992735.
8. Kupraty O. Mathematical modelling of construction of ship turning trajectory using autonomous bow thruster work and research of bow thruster control specifics. Scientific Journal of Gdynia Maritime University, No. 118, June 2021, pp. 7-23. doi: 10.26408/118.01.
9. Andrzej Kopczyński. Hybrid expert system for computer-aided design of ship thruster subsystems. IEEE Access, Volume 8, 2020. doi: 10.1109/ACCESS.2020.2982264.
10. Ruth, E. Propulsion Control and Thrust Allocation on Marine Vessels. Ph.D. Thesis, NTNU Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway, 2008.
11. Jarosław Artyszuk and Paweł Zalewski. Energy Savings by Optimization of Thrusters Allocation during Complex Ship Manoeuvres. Energies 2021, 14(16), 4959; doi:10.3390/en14164959.
12. Яровенко В.А., Черников П.C. Метод расчета переходных режимов гребных электроэнергетических установок электроходов. Електротехніка і електромеханіка, 2017, № 6, С. 32–41. doi: 10.20998/2074-272X.2017.6.05.
13. Яровенко В.А., Черников П.C., Варбанец Р.А., Зарицкая Е.И. Оптимальное управление гребными лектродвигателями электроходов при реверсировании. Електротехніка і електромеханіка, 2018, № 6, С. 38–46. doi: 10.20998/2074-272X.2018.6.05.
14. Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна. Справочник. Л. : Судостроение, 1988. 360 с.
15. Яровенко В.А., Черников П.C., Зарицкая Е.И., Шумило А.Н. Управление гребными электродвигателями электроходов при движении по криволинейной траектории. Електротехніка і Електромеханіка, 2020, № 5, С. 58–65. doi: 10.20998/2074-272X.2020.5.09
