Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANGKHOA CƠ KHÍ---------- NGÔ QUÝ KHA LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: 1. ThS Nguyễn Thái Vũ 2. KS Huỳnh Lê Hồng Thái Nha Trang, năm 2007 BÁO CÁO TÓM TẮT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NỘI DUNG ĐỒ ÁN ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUAL BASIC 6.0 ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 1. ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI 1.1. Đặt vấn đề. - Thiết bị lái tàu thủy là bộ phận quan trọng trong hệ thống thiết bị tàu thủy, đảm bảo tính năng hàng hải cho một con tàu. - Trong thực tế, việc giải quyết bài toán thiết kế thiết bị lái tàu thủy qua đó tính bền cho thiết bị lái là nhu cầu cấp thiết mà ngành tàu thuyền nói chung và bộ môn tàu thuyền nói riêng đặt ra. - Tính toán thủy động học bánh lái là một bộ phận cấu thành trong quá trình tính toán thiết bị lái, sử dụng các công thức gần đúng từ thực nghiệm. - Việc tính toán thủy động học bánh lái sử dụng các công thức gần đúng với thời gian dài cộng với việc tra đồ thị phức tạp nên ảnh hưởng không nhỏ đến độ chính xác của bài toán. - Vì những lý do trên nên đề tài này sẽ thực hiện công việc “Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái”, giải quyết vấn đề thời gian cũng như độ chính xác khi tính toán thủy động học bánh lái, phục vụ cho việc thiết kế thiết bị lái tàu thủy. 1.2. Giới hạn đề tài. - Đề tài “Lập chương trình tính toán thủy động học bánh lái” sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0, sau khi đi số hoá đồ thị các hệ số đặc tính thuỷ động đưa kết quả về dạng bảng phục vụ cho việc tính lực và mômen thuỷ động tác dụng lên bánh lái trên cơ sở lý thuyết đã được hướng dẫn và nghiên cứu. - Đề tài tập trung việc giải quyết bài toán rút ngắn thời gian tính toán thủy động học bánh lái với độ chính xác phục vụ cho nhu cầu thiết kế và tính toán thiết bị lái tàu thuỷ. - Trong các phương pháp có thể sử dụng cho bài toán lập chương trình tính toán thuỷ động học bánh lái này thì tôi sử dụng phương pháp “Sử dụng kết quả thử các bánh lái cô lập” vào tính toán. Lý thuyết và phương pháp tính toán tôi trình bày ở phần sau đây. 2. LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI 2.1. Lý thuyết tính toán thuỷ động học bánh lái. Việc tính toán thuỷ động học bánh lái là cơ sở quan trọng cho việc tính toán, thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ. - Tính toán thuỷ động học bánh lái là bộ phận trong trình tự tính toán thiết bị lái. - Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính thuỷ động của bánh lái: 2.2. Phương pháp tính toán thuỷ động học bánh lái. Có 4 cách được trình bày trong giáo trình Sổ tay thiết bị tàu thuỷ- Tập 1 về tính toán thuỷ động học bánh lái, đó là: - Cách 1: Sử dụng kết quả thử trong mô hình bể thử Cách 2: Sử dụng kết quả thử hệ bánh lái – chân vịt cô lập Cách 3: Sử dụng kết quả thử các bánh lái cô lập Cách 4: Sử dụng các công thức kinh nghiệm Lý thuyết của phương pháp “Sử dụng kết quả thử các bánh lái cô lập”: Cuối cùng ta đi xác định giá trị các lực và mômen thuỷ động tác dụng lên bánh lái theo các công thức sau: - Giá trị lực nâng được xác định: L = 0.5* CL* kv* kcv* *v2* S, kG - Giá trị lực cản được xác định: D = 0.5* CD* kv* kcv* *v2 * S, kG - Mômen thuỷ động: Mtd = 0.5* CM* kv* kcv * *v2 * S* b, kG.m - Mômen lái trên trục lái được xác định: M1 = k0* Mtd + Mms, kG.m Trong phạm vi đề tài đi lập chương trình tính toán thuỷ động học bánh lái, ta không đi xác định giá trị mômen lái trên trục lái mà chỉ đi xác định giá trị mômen thuỷ động tính từ tâm áp lực (tâm áp suất) đến cạnh dẫn Mtd (hình vẽ trang bên). * Trình tự tính toán thuỷ động học bánh lái: Hình 2.1. Lực thuỷ động tác dụng lên bánh lái. 3. LẬP CHƯƠNG TÌNH TÍNH TOÁN THUỶ ĐỘNG HỌC BÁNH LÁI SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUAL BASIC 6.0 3.1. Yêu cầu đối với chương trình. - Các thông số nhập vào là ít nhất. - Thời gian thực hiện việc tính toán hợp lý. - Đảm bảo độ chính xác, tính thẩm mỹ cần thiết.  - Thuật toán đơn giản, thuận tiện nhất cho quá trình lập trình.  - Chương trình dễ sử dụng và nâng cấp. 3.2. Sơ đồ thuật toán. 3.3. Hoàn thiện chương trình. - Kiểm tra và xử lý lỗi của chương trình. Lưu đề án với đuôi *. exe. 4. ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT KẾT QUẢ Việc kiểm tra và đánh giá kết quả của chương trình được so sánh với tàu mẫu khi tính bằng tay. Nhận xét: Thông qua bảng so sánh kết quả tính bằng 2 phương pháp tôi nhận thấy: Hai kết quả tính toán có sai lệch nhỏ, chứng tỏ dù tính toán thuỷ động bằng tay hay bằng máy tính điện tử (dùng phương pháp truyền thống) đều cho kết quả chính xác. 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Do chương trình tính toán thuỷ động học bánh lái sử dụng phần mềm Visual Basic 6.0 được thực hiện trong thời gian ngắn nên không tránh khỏi những sai sót và giới hạn nhất định vì vậy tôi khuyến nghị nên hoàn thiện chương trình thành một phần mềm thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ nhằm phục vụ cho công tác tính toán và thiết kế thiết bị lái hiện nay. - Việc hoàn thiện chương trình thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ sử dụng máy tính điện tử cần được bổ sung thêm như tính toán cụm bánh lái, tính toán truyền động điện bánh lái (máy lái)…nhằm chọn ra một hệ thống lái thích hợp, tính bền cho thiết bị lái đảm bảo tính năng hàng hải cho con tàu. - Hy vọng trong tương lai tới, Bộ môn Đóng tàu sẽ có chương trình riêng phục vụ cho nhu cầu thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ để sinh viên không chỉ thực hiện việc tính toán thiết kế thiết bị lái tàu thuỷ bằng tay mà còn có thể sử dụng phần mềm như một cẩm nang nhằm tra cứu hay so sánh tính chính xác của một bài toán. XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!