lập trình khai triển các tấm thép vỏ tàu theo thuật toán hàm hóa đường hình, chương 5

Các phương pháp tính tay đòn ổn định có uy tín lớn nói trên và hàng chục phương pháp khác, tuy cho phép tính toán tay đòn ổn định tàu thủy với những mức độ chính xác khác nhau. Nhưng tất cả đều không tránh được các nhược điểm và tồn tại căn bản đó là đòi hỏi thực hiện với khối lượng tính toán lớn, chứa nhiều nguồn sai số và không cho phép đánh giá được sai số. Nhằm khắc phục những khó khăn nói trên hoàn thiện thêm bài toán tính tay đòn ổn định tàu thủy,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
lập trình khai triển các tấm thép vỏ tàu theo thuật toán hàm hóa đường hình, chương 5 Chương 5: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP VÀ THUẬT TOÁN 2.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TAY ĐÒN ỔN ĐỊNH TÀU THỦY CỦA PGS.TS. NGUYỄN QUANG MINH: Các phương pháp tính tay đòn ổn định có uy tín lớn nói trên và hàng chục phương pháp khác, tuy cho phép tính toán tay đòn ổn định tàu thủy với những mức độ chính xác khác nhau. Nhưng tất cả đều không tránh được các nhược điểm và tồn tại căn bản đó là đòi hỏi thực hiện với khối lượng tính toán lớn, chứa nhiều nguồn sai số và không cho phép đánh giá được sai số. Nhằm khắc phục những khó khăn nói trên hoàn thiện thêm bài toán tính tay đòn ổn định tàu thủy, gần đây áp dụng những kết quả nghiên cứu hàm hóa đường hình lý thuyết tàu của mình, Pgs.Ts. Nguyễn Quang Minh đã đề xuất một phương pháp mới tính tay đòn ổn định tàu thủy trên cơ sở mô hình tàu ổn định tương đương dựa trên lý thuyết của phép biến hình đồng dạng và phép biến hình aphin. Mô hình tàu ổn định tương đương là một mô hình ý tưởng không tồn tại trong thực tế, có một đặc điểm rất quan trọng đó là hoàn toàn tương đương về ổn định với tàu tính toán, nghĩa là có tâm nổi trên mọi góc nghiêng 0 ≤ θ ≤ 900 trùng hoàn toàn với tâm nổi của tàu cho trước, có giá trị xấp xỉ bằng giá trị tay đòn ổn định của con tàu tính toán. Khi đề xuất một phương pháp tính gần đúng tay đòn ổn định tàu thủy, mỗi tác giả đều hình dung và sử dụng một mô hình ổn định tương đương nào đó theo ý tưởng của họ. Viện sĩ viện hàn lâm khoa học Liên Xô cũ Ix Pozđiunhin chọn một mô hình tàu ổn định tương đương, trong đó khi bị nghiêng từ θ = 00 ÷ 900, tâm nổi của tàu chạy trên cung ¼ elip, với bán kính trục lớn là yc90, bán kính trục nhỏ là (zc90 – zco). Một mô hình tàu ổn định tương đương khác do GS.TS. Vlaxop đề nghị đó là một vật thể với tay đòn hình dáng lθhd có thể xấp xỉ bằng biểu thức: lθhd = a1sinθ + a2sin2θ + a3sin4θ + a4sin6θ, dựa vào các điều kiện ở hai vị trí biên đó là khi tàu chưa nghiêng (θ = 00) và khi tàu nghiêng đến góc θ = 900. Đến lượt mình PGS.TS. Nguyễn Quang Minh đã hình dung một mô hình ổn định tương đương với một tàu tính toán cho trước dưới dạng vật thể, có đường hình parabol, có cùng giá trị của các thông số hình học như các biến ổn định. Trên nguyên tắc cơ bản dựa trên phép biến hình aphin mở rộng để đưa được về dạng đường hình đơn giản lý tưởng là đường hình thân trụ tàu ổn định tương đương cho phép giảm thiểu đến mức tối đa các sai số tính toán do công thức. Trong khi đó do không cần đến các phép đo đạc trên bản vẽ đường hình lý thuyết tàu nên các sai số đo sẽ không còn tồn tại.  Các bước đi đến mô hình ổn định tương đương và tính tay đòn ổn định tàu thủy theo ý tưởng của Pgs.Ts. Nguyễn Quang Minh: Để có thể hình dung một cách dễ dàng Pgs đã đưa đến cho chúng ta hai mô hình tàu trung gian cụ thể như sau:  Mô hình tàu trung gian 1: Trên sơ đồ hình (II.1), giả sử tàu tính toán (II.1.a) được cho bằng hình chiếu cắt ngang thông thường, và được biến đổi aphin mở rộng về tàu gọi là trung gian, căn cứ trên đường hình của MCN giữa với các hệ số biến hình gồm: λH =1 λB(z) = L(z).α(z) λL(z) = 1/L(z) Với phép biến hình đã thực hiện tàu trung gian 1 có chiều dài 1 đơn vị và đường hình thân trụ, mà tại mọi độ cao z có số đo kích thước nửa rộng bằng ½ diện tích MĐN tương ứng với tàu tính z z toán. L L W0 L0 W0 L0 W C W C1 C0 yj C01 Si/2 0 y 01 y Hình II.1 Tàu trung gian 1 chỉ xét như một công cụ tính tay đòn ổn định của tàu tính toán, có đặc điểm rất quý, đó là trên từng góc nghiêng θ tọa độ zc của tâm nổi của nó luôn bằng tọa độ tương ứng tâm nổi tàu tính toán, trong khi tọa độ tâm nổi yc của chúng luôn quan hệ với nhau theo một tỷ lệ xác định: Zc = Zctg1 1  S   S(z )3 tg1 2 2    dS   S  dS  S(ztr ) tg1  ph zph ztr 3 MVxoztg1 2   2   2   0  6 6   zph  0 YC  Vtg1 1  S   S   S(ztr ) tg1 S(z ph ) tg1 ztr 2 2 ...