Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất hình dáng tàu chở container phù hợp tuyến luồng sông biển Việt Nam

Mục đích nghiên cứu của luận án là nghiên cứu đề xuất mô hình toán cải tiến hình dáng tàu chở container trong giai đoạn thiết kế sơ bộ nhằm giảm lực cản tàu trên cơ sở có tính đến các điều kiện ràng buộc về tuyến luồng sông biển Việt Nam.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu đề xuất hình dáng tàu chở container phù hợp tuyến luồng sông biển Việt Nam BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢITRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ NGỌC HOA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DÁNG TÀU CHỞ CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SÔNG BIỂN VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số chuyên ngành: 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh, 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢITRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN THỊ NGỌC HOA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DÁNG TÀU CHỞ CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SÔNG BIỂN VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số chuyên ngành: 9520116 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS. Vũ Ngọc Bích 2. PGS.TS. Lê Tất Hiển TP Hồ Chí Minh, 2021 i LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng tôi.Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong suốt luận án là trung thực và chưa được côngbố trong bất kỳ luận án nghiên cứu nào khác. Tất cả những tham khảo và kế thừa đềuđược trích dẫn, tham chiếu đầy đủ. Nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Ngọc Hoa ii LỜI CẢM ƠNTôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Giao thông Vận tải Thành phố Hồ Chí Minh,Viện Sau đại học, Viện Cơ khí của trường đã cho phép và tạo điều kiện cho tôi thực hiệnluận án này.Tôi xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng dẫn khoa học: PGS. TS Vũ Ngọc Bích vàPGS. TS Lê Tất Hiển đã nhiệt tình hướng dẫn, định hướng giúp tôi hoàn thành luận ánTôi xin chân thành cảm ơn tất cả các chuyên gia tham gia góp ý và phản biện trong cáchội đồng bảo vệ tổng quan, bảo vệ chuyên đề đã giúp tôi làm sáng tỏ các vấn đề từ đócó nghiên cứu trọng tâm để hoàn thiện luận ánTôi cũng xin cảm ơn đơn vị thiết kế tàu đã hỗ trợ tài liệu, các mô phỏng cần thiết giúptôi có thể ứng dụng trong nghiên cứu, xây dựng và đánh giá mô hình toán mô phỏngchính xácCuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, đồng nghiệp và bạn bè đãluôn động viên, khuyến khích, tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian hoàn thành luậnán này. TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2021 Tác giả luận án Nguyễn Thị Ngọc Hoa iii TÓM TẮTVấn đề sử dụng năng lượng hiệu quả cho phương tiện thủy ngày càng mang tính cấpthiết vì liên quan đến tiết kiệm nhiên liệu trong khai thác tàu và các yêu cầu bắt buộccủa Ủy ban bảo vệ môi trường biển (MEPC) thuộc Tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) vềgiảm ô nhiễm môi trường và lượng phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính toàn cầu. Đốivới các tàu chạy tuyến SB (pha sông biển), mặc dù nằm ngoài đối tượng áp dụng cácquy định trên của IMO, cũng cần phải thỏa mãn các quy định, nghị quyết, các luật củaViệt Nam về mục tiêu sử dụng năng lượng hiệu quả và tiết kiệm. Chính vì vậy, bài toánnghiên cứu các giải pháp thiết kế phương tiện thủy nhằm nâng cao hiệu quả sử dụngnăng lượng đang là chủ đề có tính thời sự không những đối với đội tàu chạy chuyếnquốc tế của Việt Nam nói chung mà còn đối với cả đội tàu SB nói riêng. Trong luận án này, tác giả trình bày phương pháp luận trong thiết kế tuyến hình tàuSB và phân tích, trình bày hàm mục tiêu sức cản dựa trên phương pháp bán thực nghiệmHoltrop, có xét điều kiện ràng buộc độ sâu tuyến luồng sông biển Việt Nam. Kế đến,thuật toán tối ưu hóa di truyền được xây dựng để chọn lựa thông số hình dáng phù hợptheo hướng giảm sức cản tàu, từ đó tiết kiệm được nhiên liệu cho tàu, góp phần nângcao hiệu quả kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường. Cuối cùng, luận án đã thiết lập và đềxuất mô hình toán NUBS cho hình dáng tàu để giải quyết tính mất liên tục giữa các phânđoạn mũi, lái và thân ống sau hiệu chỉnh Lackenby và mở rộng đề xuất tập hợp hàm cơsở NUBS phù hợp cho tàu container tuyến luồng sông biển. Phương pháp mô phỏng số(CFD) được sử dụng để tính toán lực cản tàu nhằm đánh giá, kiểm chứng hình dáng thântàu container và khẳng định kết quả cải tiến hình dáng thân tàu container theo mô mìnhtoán đề xuất. iv ABSTRACT The issue of efficient energy use for ships is urgent because of fuel-saving in shipoperation and the mandatory requirements of the Marine Environment ProtectionCommittee (MEPC) of the International Maritime Organization (IMO) to reduceenvironmental pollution global and greenhouse gas emissions. For ships operating onthe coastal route (both at sea and in inland waters), although they are not subject to theapplication of the above regulations of IMO, it is also necessary to satisfy theregulations, resolutions, and laws of Vietnam on the intended use of energy-efficientand economical. Therefore, researching solutions to design vessels to improve energyefficiency is critical for Vietnams international fleet of ships in general and the wholecoaster fleet in particular. In this thesis, the author presents the methodology in designing the hull form of asea-river ship and analyzes and presents the objective function of resistance based onthe Holtrop semi-empirical method, considering the condition of co ...