Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

12.5 Mб

Скачать

☆

1 / 331 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

М.Д. Х А С К И Н Д

ГИ Д Р О Д И Н А М И Ч Е С К А Я

ТЕ О Р И Я

КА Ч К И К О Р А Б Л Я

о н т р о л ы и л З

э к з е м п л я р

[ Ш

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» ГЛАВНАЯ РЕДАКЦИЯ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ5

М О С К В А 19 7 3

	Г»», пу#ли чн*я ^
532	• v4H»-l»>..H	J *
	Ьи5лГГка C v C P
Х-24	С Н З Е М П Л Я Р
УДК 629.12.01	ЧИТАЛЬНОГО	З А Л А

Гидродинамическая теория качки корабля, X а с- к и н д М. Д., монография,, М., Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Паука», 1973.

Предшественники М. Д . Хаскинда при рас смотрении качки корабля учитывали воздействие волн на корабль и пренебрегали обратным воздей ствием корабля на поле скоростей волнового дви жения. Между тем силы, обусловленные взаимо действием корабля и волн, существенны для расчета элементов качки корабля.

Созданная М. Д. Хаскиндом гидродинамическая теория качки корабля признана всеми корабле строителями как в СССР, так и за рубежом, и резуль таты се используются многочисленными конст рукторскими бюро. Однако овладение этой теорией вызывает затруднения, так как результаты М. Д. Хас кинда разбросаны цо его многочисленным специ альным статьям. Книга М. Д. Хаскинда представ ляет собой первое систематическое изложение гид родинамической теории качки корабля.

Книга рассчитана на научных работников — физиков, математиков и кораблестроителей, ин женеров, аспирантов и студентов старших курсов университетов и кораблестроительных институтов.

(^Издательство «Наука», 1973.

X , 0243-1783, 042(02)-73

О Г Л А В Л Е Н И Е

Предисловие	5
От редакторов	6
Г л а в a J . Распространение поверхностных волн в свободной жидкости	9

§1. Основные уравнения теории воли на поверхности тяжелой

		несжимаемой	жидкости	9
§	2.	Распространение плоских волн		16
§	3.	Кольцевые волны		35
§	4.	Прибрежное	волнение	37
§	5.	Статистические характеристики нерегулярного волнения		39
Г л а в а	I I . Дифракция поверхностных волн иа вертикальных цилин
		дрических преградах		55

§6. Дифракция волн иа вертикальном круговом цилиндре . . 55

§7. Общий метод определения дифракционных гидродинамиче


		ских сил			58
§	8.	Дифракция волн на концах плоских преград			77
§	9.	Рассеяние волн на открытой щели в плоской преграде . . .			86
§ 10.		Дифракция		воли иа движущейся преграде в жидкости ма
		лой глубины			89
Г л а в а	I I I . Плоскопараллельные волны, образующиеся при пульса
		циях особенностей			95
§	И .	Общие	уравнения		95
§ 12.		Пульсирующий источпик под свободной поверхностью жид
		кости	неограниченной глубины		101
§ 13.		Пульсирующий диполь под поверхностью,жидкости конеч
		ной глубины			108
§ 14.		Видоизменение метода особых точек			151
Г л а в а	IV. Плоские			гидродинамические задачи теории качки судов	127
§	15.	Постановка		задачи	127
§	16.	Инерционно-волновые гидродинамические силы			132
§	17.	Дифракционная проблема			144
§ 18.		Колебания пластины, плавающей на поверхности тяжелой
		жидкости неограниченной глубины			156
§	19.	Колебания		вертикально погруженной пластины	169
§ 20.		Глиссирование по волнам			187
Г л а в а	V.	Пульсации		пространственных особенностей	200
§ 21.		Пульсирующий неподвижный источник			200
§ 22.		Движущийся и пульсирующий источник в жидкости неогра
		ниченной глубины			207

4						О Г Л А В Л Е Н И Е
Г л а в а	'VI. Общая			гидродинамическая теория			качки судов . . . .		216
§ 23.		Основные		уравнения					216
§ 24.		Общие свойства коэффициентов гидродинамических сил							224
\|	25.	Продольная качка судна при ходе на волнении							23б
§ 26.		Экспериментальное определение гидродинамических						харак
		теристик качки							239
Г л а в а	V I I .		Методы		приближенного расчета гидродинамических
		характеристик							253
§ 27.		Возмущающие			силы А. I I . Крылова				253
§ 28.		Присоединенные				массы			259
§ 29.		Демпфирование							271
§ 30.		Дифракционные				силы			284
Г л а в а	V I I I .		Теория возникновения к а ч м						289
§ 31.		Граничные и начальные условия							289
§ 32.		Метод исследования							291,
§ 33.		Вертикальная и килевая качка судна							298
Г л а в а	I X . Особенности				бортовой качки и ее		успокоения	. . . .	305
§ 34.		Бортовая		качка					305
§ 35.		Автоматическое				успокоение бортовой качки			312
§ 36.		Неустановпвщееся движение твердого тела в ускорением
		поступательном				потоке безграничной	жидкости		316
Литература									322

П Р Е Д И С Л О В И Е

После классических трудов А. Н. Крылова наиболее крупным вкладом в теорию качки корабля я в л я ю т с я работы М. Д . Хас - кинда по гидродинамической теории качки, завоевавшие безого

ворочное признание среди кораблестроителей и		гидромехаников
в Советском Союзе и за рубежом.
До работ М. Д . Хаскинда при рассмотрении		качки	к о р а б л я
учитывали только воздействие волн на корабль,		а возмущенным
движением под воздействием корпуса	к о р а б л я пренебрегали . Ос
новной смысл нового шага, сделанного	М. Д. Хаскиндом,		состоит

в том, что ему удалось построить гидродинамическую теорию к а ч к и с учетом взаимодействия корабля и волн.

Однако до сих пор основные положения гидродинамической теории качки корабля были рассеяны по многочисленным статьям М. Д . Хаскинда и поэтому трудны д л я систематического исполь зования . В последовательной и законченной форме гидродинами

ческая	теория качки была изложена в докторской диссертации
М. Д .	Хаскинда .
М.	Д . Хаскинд собирался переработать свою диссертацию

и издать ее в виде отдельной монографии. Однако он успел пере делать только первые две главы, которые были найдены в бумагах покойного.

Стремясь максимально сохранить авторский текст, редакторы провели только совершенно необходимую редакторскую правку диссертации М. Д . Хаскинда, заменив в ней первые две главы теми, которые были переделаны самим автором.

Издание книги М. Д . Хаскинда является ценным вкладом в

теорию корабля,	и следует надеяться, что она будет	использована
в п р и л о ж е н и я х и послужит основой для дальнейших		исследований
по теории качки	корабля .

Л. И. Седов

			ОТ Р Е Д А К Т О Р О В
Макс Данилович		Хаскинд,			талантливый		советский	гидроме
ханик, родился в 1913			г.	К а к	ученый М. Д .		Х а с к и н д	с л о ж и л с я
во время своей работы			в Ц А Г И		(1943—1950 гг.) и поэтому, а глав
ное по стилю его работ,			его следует причислить к ученым москов
ской	гидродинамической			школы .
Гидродинамические работы М. Д . Хаскинда посвящены глав
ным	образом вопросам			глиссирования,		колебаниям		подводных
тел,	качке к о р а б л я и	газовой			динамике.	Помимо гидродинамиче

ской теории качки к о р а б л я , предлагаемой вниманию читателя, следует особо отметить его прекрасную работу о колебаниях крыла

в дозвуковом потоке		газа	(1947 г.). Задача эта в		свое время		вы
зывала	у ученых большие		затруднения,	успешно	преодоленные
М. Д .	Хаскиндом .
Научные интересы М. Д . Хаскинда были очень						широки .	По
следние	годы своей	ж и з н и	он посвятил	физическим		исследова
ниям — теплопередаче в грунте, распространению						акустических
и электромагнитных		волн. Однако переход к новой				тематике	не

был у М. Д . Хаскинда случайным. Его физические работы основы

вались на естественном обобщении	методов, р а з в и в а в ш и х с я им в
гидромеханике.
Основной смысл нового шага,	сделанного М. Д . Хаскиндом

в теории качки корабля, состоит в том, что ему удалось построить гидродинамическую теорию качки с учетом взаимодействия ко


рабля		и волн. Д л я		возмущающих		сил	учет этого			взаимодействия
дал	лишь дифракционную добавку к						силам,		определяемым по
теории		Крылова .		Н о	гидродинамические			силы		сопротивления
(демпфирования)			и	присоединенной			инерции		вообще		впервые
были	определены		строго.
Основная трудность					решения	задачи о		качке	к о р а б л я		состоит

ие в решении системы обыкновенных дифференциальных уравнений

			ОТ Р Е Д А К Т О Р О В					7
к а ч к и,	а в	определении	коэффициентов	этих уравнений . Имен
но д л я	определения		коэффициентов, т. е.		гидродинамических
сил, приходится решать краевые задачи				уравнения Лапласа				со
сложными		граничными	условиями. Поэтому		в	книге,	говоря
о качке судов, автор фактически решает				только		гидродинамиче
ские задачи		о возникающих при качке		волновых		движениях		и
определяет обусловленные ими силы.
Задача определения гидродинамических сил, действующих на
тело, по сравнению с			задачей определения движения				жидкости

является вторичной и более простой. Однако автором в решение этого вопроса сделан большой вклад . Им проведена полная клас сификация сил, приложенных к телу, колеблющемуся на поверх ности взволнованной т я ж е л о й жидкости; т. е. построена матрица этих сил, аналогичная матрице сил, действующих на тело, колеб лющееся в невесомой безграничной жидкости.

Зависимость коэффициентов демпфирования и присоединенной инерции от частоты колебаний в свое, время явилась неожидан ностью и важным уточнением имевшихся ранее представлений. Она не только была исследована автором теоретически, но и под


тверждена его экспериментами в		опытовом бассейне Ц А Г И .
Трудным и важным вопросом		было выяснение в л и я н и я посту
пательной скорости хода судна на гидродинамические			коэффи
циенты сил, определяющих к а ч к у		корабля . Есть очевидное в л и я
ние — изменение	к а ж у щ е й с я частоты действия сил. Н о		возможно
и более тонкое гидродинамическое взаимодействие движений,				вы
званных ходом и качкой к о р а б л я . Однако автором было			показано
и подтверждено	опытами, что вплоть до чисел Фруда		Fr =	0,5

влияние поступательного хода судна на качку сказывается только


через изменение				к а ж у щ е й с я частоты.
П е р в а я		глава		книги	имеет	вводный характер . В ней в ориги
нальной	форме		изложена теория поверхиостных волн, используе
мая автором в			последующем			изложении .
Основой		остальных			глав	служат собственные	исследования
автора.	Л и н е а р и з а ц и я				задач	гидродинамической	теории качки

корабля позволяет заменить задачу о дифракции волн на непод вижной преграде задачей определения движения, вызванного колебаниями тела в жидкости. Последнее математически изобра жается системой пульсирующих особенностей. Задача существенно

			ОТ Р Е Д А К Т О Р О В
зависит от геометрии и расположения тела. В главе						I I рассмотрен
случай тела,		безграничного	в вертикальном направлении, в главе
I I I	— тела,	безграничного	в одном	н а п р а в л е н и и		вдоль	поверх-
пбсти жидкости, в главе V рассмотрены пульсации						пространствен
ных	особенностей. Методы,		развитые	в главах	I I и	I I I , позволили
(гл.	IV) исследовать гидродинамические силы				в с л у ч а я х ,		когда

движение может рассматриваться к а к плоское или близкое к нему.

Аналогично методы главы V дали возможность			построить в		главе
V I общую теорию определения гидродинамических сил,				действую
щих	на корабль	при качке.
В	следующей	V I I главе довольно сложные	общие	в ы р а ж е н и я
д л я	сил сводятся	к простым формулам д л я	конкретных		серий
форм судовой поверхности. Последние две главы книги				посвящены

специальным вопросам, тесно связанным с основным содержанием книги.

Редакторы надеются, что сделанные замечания облегчат чи тателю предварительное знакомство с книгой.

С. С. Войт М. И. Гуревич В. А. Смирнов

Г л а в а 1

Р А С П Р О С Т Р А Н Е Н И Е П О В Е Р Х Н О С Т Н Ы Х ВОЛН

ВСВОБОДНОЙ Ж И Д К О С Т И

На с т о я щ а я глава содержит общие сведения о распространении

поверхностных	волн в т я ж е л о й несжимаемой	жидкости [28>	3/»»
35, 56 ]_ в 1 1 е й	приведены основные определения	и наложены	об

щие вопросы теории поверхностных волн: линейная т е о р и я ,

распространение поверхностных			волн, влияние м о л е к у л я р н о й вяз
кости и турбулентности, нелинейные эффекты				и т. п. Кроме того,
приводятся статистические характеристики н е р е г у л я р н ы х					в о л н ,
применяемые в гидродинамике			судов на волнении.
	§ 1. Основные уравнения теории			волн
на	поверхности тяжелой несжимаемой			жидкости
1. Л и н е а р и з а ц и я		у р а в н е н и й		г и д р о д и н а -
м и к и. У р а в н е н и я гидродинамики тяжелой несжимаемой					жидко -
сти имеют	вид

где

V — вектор

скорости

движения

жидкости с

составляющими

Vx, Vy

по

осям

координат,

р — плотность

жидкости, р —

давление,

g — вектор

ускорения силы тяжести, ц. — коэффициент

м о л е к у л я р н о й

вязкости и v — коэффициент кинематической в я з

кости.

Д л я

оценки

слагаемых

в уравнении (1.1) введем в рассмотре

ние основные

размерные

величины,

характеризующие

элементы

волн,

именно

амплитуду

г, круговую частоту а и волновое чис

ло

к.

Очевидно,

при

волновом

движении

изменение

физических

величин

определяется

временной

пространственной

протяжен -

ностями

2 я / о и X

= 2 л Ik,

где т

и X — соответственно период

и длина

волны. П р и н и м а я

это во внимание,

перейдем к

безразмер

ным

переменным

— at,

х0

— кх,

у0

— ку,

z0 — kz

положим

V = гаи, р = pgrq,

1 / 331 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20234.21 Mб6Харрик И.Ю. Функции многих переменных.pdf
#
25.10.202314.52 Mб24Харт Э. Гидратированный электрон.pdf
#
19.10.20236.15 Mб2Хартович, Ю. И. Вибрационный выпуск руды.pdf
#
23.10.20236.99 Mб6Харчева Л.И. Концентрация производства и эффективность ее современных форм.pdf
#
29.10.20233.77 Mб13Харченко К.С. Практика профильного шлифования.pdf
#
25.10.202312.5 Mб17Хаскинд М.Д. Гидродинамическая теория качки корабля.pdf
#
23.10.20234.62 Mб5Хатипов А.Э.-А. Курс проективной геометрии пространств с распадающимся абсолютом учеб. пособие.pdf
#
29.10.20234.32 Mб7Хацкелевич В.А. Расчет режимов генератора при анодной модуляции на новых лампах.pdf
#
24.10.20239.84 Mб2Хачатрян Х.А. Стабильность работы почвообрабатывающих агрегатов.pdf
#
22.10.202314.34 Mб10Хачатурян, А. Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов.pdf
#
19.10.20237.4 Mб30Хаяк, Г. С. Инструмент для волочения проволоки.pdf