Influence of the aspect ratio of energy-saving wing elements fitted on the ship bottom upon spectral densities of longitudinal motions in irregular waves

В статье приводятся оценки спектральных плотностей качки судна с энергосберегающими крыльевыми элементами на встречном нерегулярном волнении, а также результаты сравнения расчета и эксперимента для продольной качки судна на регулярном волнении. Метод расчета основан на линейной теории поперечных сечений в частотной области. При этом сначала рассматривается продольная качка на встречном регулярном волнении с учетом демпфирующего и инерционного влияния крыльев посредством привлечения теории Теодорсена колеблющегося крыла. Определение спектральной плотности продольной качки на нерегулярном волнении проводится на основании формулы А.Я. Хинчина. Для расчета спектра волнения используется спектр JONSWAP по рекомендации DNV GL(2018). В ходе расчетов демонстрируется влияние на спектральные плотности удлинения и площади энергосберегающих крыльев, а также на спектральные плотности качки при совместном использовании носового и кормового крыльев по сравнению со случаем использования только одного из этих крыльев. Полученные расчетные данные дают представление о механизме снижения спектральных плотностей при использовании крыльев. The article presents some estimates of spectral densities of longitudinal motions for a ship with energy-saving wing devices in headwind irregular waves, and also comparisons of calculated and experimental data for longitudinal ship motions in headwind regular waves. The calculation method is based on a linear strip theory in frequency domain. Considered first are longitudinal motions of a ship in headwind regular waves with account of inertial and damping influence of the wings through use of Theodorsen oscillating foil theory. Spectral densities of longitudinal motions in irregular waves are determined with use of A.Ya. Khinchin formula and JONSWAP wave spectra as recommended by DNV GL (2018). Demonstrated in the course of calculations is the influence of the wings aspect ratio and area as well as their position with respect to the ship hull (bow wing, stern wing, bow & stern wings). Calculated data gives an idea of the mechanism of spectral densities reduction for motions of a ship with wing elements.