МОДЕЛЮВАННЯ ВОДНОЇ ПОВЕРХНІ В УМОВАХ МОРСЬКОГО ХВИЛЮВАННЯ НА ОСНОВІ ВЕЙВЛЕТ-ПОДІБНИХ ФУНКЦІЙ

Анотація

Оцінка морехідності суден є важливим етапом їх проектування. Дане поняття визначається комплексом властивостей судна, серед яких невід’ємними складовими є режим його хитавиці, оцінка можливості виникнення явища слемінгу, а також заливання палуби, а також розгону гребного гвинта. Усі ці явища є достатньо небезпечними, а одним із основних факторів, що їх визначають, є характеристика водної поверхні, на якій знаходиться судно. При наявності відомостей про цю поверхню стає можливим проведення прямого динамічного моделювання поведінки корпусу судна на хвилях із подальшою оцінкою перелічених складових морехідності. Таким чином, актуальною є розробка способів завдання хвильової поверхні для проведення моделювання поведінки корпусу судна на ній.
Традиційним підходом вважається апроксимація хвильової поверхні суперпозицією гармонічних залежностей, таких як рівняння плоскої хвилі. при цьому не враховуються реальні властивості морських хвиль, які є обмеженими по ширині (у поперечному перерізі), а також не утворюють періодичної картини. Для наближення моделі хвильової поверхні до її реальної форми доцільно перейти до використання вейвлетів замість гармонічних функцій. Вейвлети мають основну центральну ділянку, що фактично еквівалентна морській хвилі, а також невеликі крайові осцилюючі ділянки. Для зменшення впливу цих бокових ділянок в роботі запропоновано використання піднесення традиційної вейвлет-функції до степеня (більше одиниці), що дозволяє майже повністю позбутися цих ділянок при значенні показника степеня не більше 3-4. Одновимірні функціональні залежності запропоновано об’єднувати у двовимірні структури, що при умові завдання різних за модулем хвильових чисел (тобто довжин хвиль по різним осям координат) дозволяє створювати реалістичні картини морського хвилювання.
В роботі реалізовано програмний продукт, що дозволяє отримання динамічних анімацій поширення хвиль, створених на основі запропонованих функціональних залежностей. Отримані результати можуть бути корисними при моделюванні режимів руху корпусу судна на хвилях з використанням заспокоювачів хитавиці та для оцінки їх ефективності.