On the issue of reduction of relative motion of the bow for a ship with energy-saving wing elements in headwind waves

В статье рассматривается относительное перемещение носовой оконечности судна с энергосберегающими крыльевыми элементами на встречном волнении, а также результаты сравнения соответствующих расчетных и экспериментальных данных. Метод расчета основан на линейной теории поперечных сечений в частотной области. Сначала производится расчет продольной (вертикальной и килевой) качки судна встречном волнении, а затем расчетные данные используются для расчета относительных перемещений точек корпуса судна. Далее, для найденных численным методом смешанных колебаний носового и кормового крыльев, с привлечением теории Теодорсена колеблющегося профиля. В ходе расчетов демонстрируется влияние на относительное перемещение удлинения и площади энергосберегающих крыльев, а также эффект реализации относительного перемещения и вертикального ускорения при совместном использовании носового и кормового крыльев по сравнению со случаем использования только одного (носового или кормового) крыла. Полученные расчетные данные позволяют получить представление о механизме и эффективности снижения относительного перемещения на встречном волнении при качке судна с энергосберегающими крыльевыми элементами. Considered in the article are relative vertical displacement of the bow extremity of a ship with energy-saving wing elements in headwind regular waves, and also comparison of corresponding computational and experimental data. The method of calculation is based on a linear strip theory in frequency domain. At first, calculation is carried out of longitudinal (heaving & pitching) motions of a ship with and without wings in headwind waves, and then calculated results are employed to determine relative displacements of ship hull points. To account for the influence of inertial and damping effects of the wings attached to the hull we make use of Theodorsen theory of oscillating foil. Demonstrated in the course of calculations are the effects of wings aspect ratio and area as well as position with respect to the hull (bow wing, stern wing and bow & stern wings). Obtained computed data brings about better understanding of the mechanism and efficiency of reduction of vertical displacements of the hull points for a ship with energy-saving wings in headwind regular waves