Кіріспе

Кеме конструкциясы және басқа да жүзбелі құрылымдарды жобалау саласында жауап амплитуда операторы (RAO) - бұл теңізде жұмыс істеген кезде кеменің ықтимал мінез-құлқын анықтау үшін қолданылатын инженерлік статистика немесе осындай статистика жиынтығы. RAO аббревиатурасымен белгілі, жауап амплитудалық операторлар әдетте модельдік бассейнде сыналған ұсынылған кеме жобаларының модельдерінен немесе мамандандырылған CFD компьютерлік бағдарламаларын орындаудан алынады, көбінесе екеуі де. Әдетте, RAO барлық кеме қозғалысы мен барлық толқын бағыттары үшін есептеледі.

Қолданылуы

RAO - бұл судағы кеме қозғалысына теңіз жағдайының әсерін анықтау үшін қолданылатын тиімді трансферт функциялары, сондықтан, мысалы, кемеге жүк қосу тұрақтылықты жақсарту және жүктің кеме ішінде ауысуын болдырмау үшін шаралар қабылдауды талап етеді. Жобалау кезеңінде кең көлемді RAO-ларды құру кеме жасаушыларға қауіпсіздік себептерімен (мысалы, конструкцияны берік және өте қолайсыз теңіз жағдайында батып кетуіне төзімді ету үшін) немесе өнімділікті жақсарту үшін (мысалы, ең жоғары жылдамдықты, отын тұтынуды, теңізде тұрақтылықты жақсарту) қажет болатын конструкцияны өзгертуді анықтауға мүмкіндік береді. RAO-лар гидродинамикалық деректер базасын құрумен қатар есептеледі, бұл су қысымының кеменің корпусына әсерінің моделі болып табылады. RAO және гидродинамикалық деректер базасы бірге (модельдеу және инженерлік шектеулер шеңберінде мүмкін болғанша) ұсынылған кеме дизайнының мінез-құлқы туралы белгілі бір кепілдіктерді ұсынады. Олар сондай-ақ жобалаушыға кеме немесе құрылысты өлшеуге мүмкіндік береді, сондықтан ол ең экстремалды теңіз жағдайларына төтеп береді (теңіз жағдайының статистикасына негізделген). Сонымен қатар, RAO - бұл амплитудалық операторлар, олар бірлік толқынға негізделген қозғалыс амплитудасын анықтауға мүмкіндік береді. Олар үстінен орналасады, сондықтан теңіз жағдайына негізделген ықтималдық шешімдер тиімді.

Кеме құрылысындағы РАО

Әр түрлі модельдеу және жобалау критерийлері белгілі бір кеме үшін ізделетін "идеалдық" RAO қисықтардың (графикалық түрде сызылған) сипатына әсер етеді: мысалы, мұхит круиздік кемеде жолаушылардың жайлылығын қамтамасыз ету үшін жылдамдықты барынша азайтуға айтарлықтай мән беріледі, ал әскери әскери кемеде тұрақтылық мәселесі кемені тиімді қару платформасына айналдыруға шоғырланады. Кеме қозғалысынан ұсталған және тұрақты толқындарға ұшыраған кезде кеменің күшін анықтау. Денесіне әсер ететін күштер: Фруде-Крылов күші, бұл жүзуші кеменің ылғалданған бетінде интеграцияланған бұзылмаған толқындардағы қысым. Дифракциялық күштер, бұл денелердің болуынан судағы бұзылуларға байланысты болатын қысымдар. Кемеде қозғалмайтын су жағдайында тербеліске мәжбүр болған кезде пайда болатын күштерді анықтау. Күштер мыналарға бөлінеді: Кемемен бірге судың жылдамдығын арттыруға байланысты қосылған массалық күштер. Кемеден энергияны алып шығатын шығып жатқан толқындарды пайда ететін тербелістерге байланысты демпингтік (гидродинамикалық) күштер. Судың көтергіштігі мен салмағы мен момент тепе-теңдігін теңгерімнен шығарудан туындаған күштерді қалпына келтіру. Жоғарыда айтылған "Көмектің" мағынасы кеңінен түсініліп, оның ішінде басқа да жүзбелі құрылымдар бар. Жоғарыда аталған әдістің айқын проблемасы - бұл толқын мен дөңгелек сияқты қозғалыс тәсілдеріне үлкен үлес қосатын тұтқыр күштерді елемеу. Компьютерде жоғарыда аталған алгоритм алғаш рет жолақты теория мен шекаралық элемент әдісін қолдану арқылы енгізілген. Бүгінгі таңда екі әдіс те қолданылады, егер жылдам есептеу қажеттілігі нақты нәтижелерге деген қажеттіліктен асып түсетін болса және кеме дизайнері жолақты теорияның шектеулерін біледі. Қазіргі кезде қолданылатын озық бағдарламалар әр түрлі қолданбалар арқылы Шекаралық элемент әдісін пайдаланады (мысалы, WAMIT, SESAM WADAM, MOSES, NeMOH және ANSYS AQWA). Жоғарыда айтылғандардан алынған кемелердің теңізде жүріп-тұруын басқаратын күштер туралы түсінік, әрине, еркін бетінің сызықтық шектерінде әлі де жарамды.