- i - NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tiến Thành Lớp: 48ĐT_2 Ngành: Đóng tàu thủy Tên đề tài : “Thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa”. Số trang: 102 Số chương: 03 Số tài liệu tham khảo: 05 Hiện vật : 03 thuyết minh + 03 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: Nha Trang, ngày …… tháng …… năm 2011 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) PGS – TS Nguyễn Quang Minh - ii - PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tiến Thành Lớp: 48ĐT_2 Ngành: Đóng tàu thủy Tên đề tài : “Thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa”. Số trang: 102 Số chương: 03 Số tài liệu tham khảo: 05 Hiện vật : 03 thuyết minh + 03 đĩa CD NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm phản biện: Nha Trang, ngày …… tháng …… năm 2011 CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) Nha Trang, ngày …… tháng …… năm 2011 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký và ghi rõ họ tên) ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ - iii - ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tiến Thành Lớp: 48ĐT_2 Tên đề tài : Thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa. Cán bộ hướng dẫn: PGS – TS NGUYỄN QUANG MINH Lời nói đầu Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Nhu cầu phát triển nghề câu cá ngừ đại dương Tỉnh Khánh hòa: 1.1.1. Vài nét về tiềm năng nghề khai thác hải sản Khánh Hòa nói chung, và nghề câu cá ngừ đại dương nói riêng 1.1.2. Sơ bộ về tình hình quản lý kỹ thuật an toàn các phương tiện đánh bắt, trong đó có vấn đề thiết kế 1.2. Ưu nhược điểm của phương pháp thiết kế tàu thủy truyền thống 1.2.1. Khái quát về quan niệm, phương pháp và chất lượng sản phẩm thiết kế tàu theo phương pháp truyền thống. 1.2.2 Phương hướng hoàn thiện phương pháp thiết kế tàu thủy, trước hết là vấn đề tối ưu hóa thiết kế hình dáng các tàu. 1.2.3 Phương pháp giải hệ phương trình thiết kế tàu 1.3 Lựa chọn tối ưu các yếu tố hình dáng tàu theo phương pháp kết hợp tính toán giải tích và đồ thị theo ý tưởng của Phó Giáo sư Nguyễn Quang Minh. 1.4. Giới hạn khối lượng và phương pháp thực hiện đề tài Chương 2: CÁC KẾT QUẢ LỰA CHỌN TỐI ƯU CÁC YẾU TỐ VÀ VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU THIẾT KẾ 2.1. Xây dựng nhiệm vụ thiết kế - iv - 2.1.1. Các nội dung chủ yếu, tính khoa học và tính pháp lý của nhiệm vụ thiết kế 2.1.2. Các lựa chọn trong nhiệm vụ thiết kế được giao 2.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp truyền thống thiết kế hình dáng tàu thiết kế 2.2.1. Các phương trình thiết kế truyền thống hiện hữu 2.2.1.1. Phương trình trọng lượng 2.2.1.2. Phương trình sức nổi 2.2.1.3 phương trình sức chứa 2.2.1.4. phương trình tốc độ 2.2.2. Vai trò của tàu mẫu và phương pháp lựa chọn đúng dần 2.3. Các phương trình thiết kế bổ sung theo ý tưởng của Phó Giáo sư Nguyễn quang Minh. 2.3.1. Phương trình ổn định 2.3.2. Phương trình chu kỳ lắc 2.3.3. Áp dụng phương pháp đồ giải lựa chọn tối ưu các thông số hình học cơ bản cho tàu thiết kế 2.3.3.1. Đồ thị giới hạn điều kiện ổn định. 2.3.3.2. Áp dụng phương trình chu kỳ lắc. 2.3.3.3. Điều kiện tốc độ. 2.4. Khái niệm tối ưu áp dụng cho lựa chọn các thông số hình học thiết kế tàu thủy 2.5. Vấn đề xác định lượng chiếm nước thiết kế cho tàu. 2.6. Kết quả lựa chọn các thông số hình học cơ bản cho tàu thiết kế 2.7. Vẽ đường hình lý thuyết của tàu thiết kế theo các thông số lựa chọn 2.7.1.Các yêu cầu đặt ra đối với đường hình 2.7.2. Những khó khăn và thuận lợi đối với việc vẽ đường hình lý thuyết tàu 2.7.3. Giải pháp ứng dụng và kết quả - v - Chương 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT VÀ MỘT SỐ TÍNH NĂNG CÓ THỂ CỦA TÀU THIẾT KẾ 3.1. Sơ bộ bố trí chung tàu thiết kế 3.2. Đánh giá chất lượng thiết kế đường hình thông qua các đồ thị cơ bản hiện hữu 3.2.1. Các đường cong cơ bản thiết kế tàu 3.2.1.1. Đường cong phân bố diện tích các mặt cắt ngang ω(x) 3.2.1.2. Đường cong phân bố diện tích các mặt đường nước 3.2.1.3. Đường cong phân bố momen các MĐN đối với trục Oy 3.2.1.4. Đồ thị các yếu tố tính nổi 3.2.2. Đồ thị Bongien kết hợp với các đường cong cơ bản theo ý tưởng của Giáo sư Vlaxov.V.G 3.2.3. Đồ thị BoongGien _ Vlaxov 3.2.4. Những đánh giá chủ yếu 3.3. Sơ bộ đánh giá tốc độ tàu thiết kế 3.3.1. Các quan điểm và nguyên tắc chỉ đạo 3.3.2. So sánh khả năng tốc độ của tàu thiết kế với tàu mẫu 3.4. Đánh giá ổn tính và chu kỳ lắc 3.4.1. Về các tiêu chuẩn ổn định 3.4.2. Về các chế độ tải trọng tính toán 3.4.2.1. Tính tay đòn ổn định tĩnh cho các chế độ tải điển hình 3.4.2.2. Tính tay đòn ổn định động cho các chế độ tải điển hình 3.4.3. Đánh giá ổn tính theo các tiêu chuẩn IMO,1974 3.5. Một số ý kiến thảo luận và kiến nghị - vi - KẾ HOẠCH THỜI GIAN THỰC HIỆN 1. Tìm hiểu và lập đề cương đề tài: 05/10/2010  10/10/2010 2. Đi thực thực tế lấy số liệu: 11/10/2010  19/10/2010 3. Hoàn thành bản thảo: 20/10/2010  20/12/2010 4. Hoàn thành nội dung đề tài: Trước ngày 31/12/2010 - vii - MỤC LỤC NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATN ii ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP iii Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ iii VÀ VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU THIẾT KẾ iii MỤC LỤC vii LỜI NÓI ĐẦU 1 Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 3 1.1. Nhu cầu phát triển nghề câu cá ngừ đại dương Tỉnh Khánh hòa: 4 1.1.1. Vài nét về tiềm năng nghề khai thác hải sản Khánh Hòa nói chung, và nghề câu cá ngừ đại dương nói riêng 4 1.1.2. Sơ bộ về tình hình quản lý kỹ thuật an toàn các phương tiện đánh bắt, trong đó có vấn đề thiết kế 5 1.2. Ưu nhược điểm của phương pháp thiết kế tàu thủy truyền thống 7 1.2.1. Khái quát về quan niệm, phương pháp và chất lượng sản phẩm thiết kế tàu theo phương pháp truyền thống 7 1.2.2 Phương hướng hoàn thiện phương pháp thiết kế tàu thủy, trước hết là vấn đề tối ưu hóa thiết kế hình dáng các tàu. 10 1.2.3 Phương pháp giải hệ phương trình thiết kế tàu 11 1.3 Lựa chọn tối ưu các yếu tố hình dáng tàu theo phương pháp kết hợp tính toán giải tích và đồ thị theo ý tưởng của Phó giáo sư Nguyễn Quang Minh 12 1.4 Giới hạn khối lượng và phương pháp thực hiện đề tài 14 Chương 2: CÁC KẾT QUẢ LỰA CHỌN TỐI ƯU CÁC YẾU TỐ HÌNH DÁNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỒ GIẢI VÀ VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU THIẾT KẾ 16 2.1. Xây dựng nhiệm vụ thiết kế 17 - viii - 2.1.1. Các nội dung chủ yếu, tính khoa học và tính pháp lý của nhiệm vụ thiết kế 18 2.1.2. Các lựa chọn trong nhiệm vụ thiết kế được giao 19 2.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp truyền thống thiết kế hình dáng tàu thiết kế 20 2.2.1. Các phương trình thiết kế truyền thống hiện hữu 22 2.2.1.1. Phương trình trọng lượng 22 2.2.1.2. Phương trình sức nổi 23 2.2.1.3 Phương trình sức chứa 24 2.2.1.4. Phương trình tốc độ 24 2.3. Các phương trình thiết kế bổ sung theo ý tưởng của Phó giáo sư Nguyễn Quang Minh 26 2.3.1. Phương trình ổn định 26 2.3.2. Phương trình chu kỳ lắc 29 2.3.3. Áp dụng phương pháp đồ giải lựa chọn tối ưu các thông số hình học cơ bản cho tàu thiết kế 31 2.3.3.1 Đồ thị giới hạn điều kiện ổn định: 32 2.3.3.2. Áp dụng phương trình chu kỳ lắc: 32 2.3.3.3. Điều kiện tốc độ: 33 2.4. Khái niệm tối ưu áp dụng cho lựa chọn các thông số hình học thiết kế tàu thủy 36 2.5. Vấn đề xác định lượng chiếm nước thiết kế cho tàu. 39 2.6. Kết quả lựa chọn các thông số hình học cơ bản cho tàu thiết kế 41 2.7. Vẽ đường hình lý thuyết của tàu thiết kế theo các thông số lựa chọn 43 2.7.1.Các yêu cầu đặt ra đối với đường hình 43 2.7.2. Những khó khăn và thuận lợi đối với việc vẽ đường hình lý thuyết tàu 45 2.7.3. Giải pháp ứng dụng và kết quả 50 - ix - Chương 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THIẾT KẾ ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT VÀ MỘT SỐ TÍNH NĂNG CÓ THỂ CỦA TÀU THIẾT KẾ 53 3.1. Sơ bộ bố trí chung tàu thiết kế 54 3.2. Đánh giá chất lượng thiết kế đường hình thông qua các đồ thị cơ bản hiện hữu 57 3.2.1. Các đường cong cơ bản thiết kế tàu 58 3.2.1.1 Đường cong phân bố diện tích các mặt cắt ngang ω(x) 58 3.2.1.2 Đường cong phân bố diện tích các mặt đường nước 61 3.2.1.3 Đường cong phân bố momen các MCN đối với trục Oy 63 3.2.1.4 Đồ thị các yếu tố tính nổi 65 3.2.2.Đồ thị Bongien kết hợp với các đường cong cơ bản theo ý tưởng của Giáo sư Vlaxov . V. G 67 3.2.3. Đồ thị BoongGien _ Vlaxov 67 3.2.4. Những đánh giá chủ yếu 71 3.3. Sơ bộ đánh giá tốc độ tàu thiết kế 72 3.3.1. Các quan điểm và nguyên tắc chỉ đạo 73 3.3.2. So sánh khả năng tốc độ của tàu thiết kế với tàu mẫu 76 3.4. Đánh giá ổn tính và chu kỳ lắc 77 3.4.1. Về các tiêu chuẩn ổn định 78 3.4.2. Về các chế độ tải trọng tính toán 81 3.4.2.1. Tính tay đòn ổn định tĩnh cho các chế độ tải điển hình 82 3.4.2.2. Tính tay đòn ổn định động cho các chế độ tải điển hình. 93 3.4.3. Đánh giá ổn tính theo các tiêu chuẩn IMO,1974 98 3.5. Một số ý kiến thảo luận và kiến nghị 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 - 1 - LỜI NÓI ĐẦU Việt Nam là nước có bờ biển trải dài suốt chiều dài của đất nước, từ Móng Cái tới Mũi Cà Mau. Nó mang lại cho con người nguồn tài nguyên biển dồi dào. Theo đánh giá của các chuyên gia, nếu biết cách tổ chức khai thác thì đây sẽ là nguồn lợi nuôi sống hàng triệu người dân. Để tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có này đòi hỏi phải có công cụ và phương tiện khai thác tương xứng, mà trước hết không thể không kể đến những con tàu chất lượng cao, không chỉ có tính năng tốt, đáp ứng một cách hiệu quả các yêu cầu khai thác của cải vật chất mà phải đảm bảo an toàn nhất cho người và tài sản trên biển. Nghiên cứu hoàn thiện các phương pháp khoa học công nghệ đáp ứng đầy đủ và bền vững các công cụ tàu thuyền với số lượng đang có lên tới gần 10 vạn, và nhu cầu đóng mới hàng năm hàng ngàn chiếc đang là công việc hết sức cấp thiết. Và trong bối cảnh như vậy, các bài toán về thiết kế tàu cần thiết được đặt ra đầu tiên, đúng với yêu cầu và tầm quan trọng của nó, đó cũng chính là lý do vì sao các vấn đề lý thuyết - thiết kế tàu luôn thu hút sự quan tâm từ phía các chuyên gia lý thuyết cũng như thực hành. Là sinh viên thuộc ngành đóng tàu, em vinh hạnh được Nhà trường, Khoa Kỹ Thuật Tàu Thủy tin tưởng giao cho đề tài:”THIẾT KẾ TỐI ƯU ĐƯỜNG HÌNH LÝ THUYẾT MỘT TÀU CÂU CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG, KẾ THỪA KINH NGHIỆM CỦA NGƯ DÂN KHÁNH HÒA”. Bởi lẽ đề tài được đặt không chỉ hoàn toàn là một kiểu đề tài mẫu thông thường, mà còn là dịp nghiên cứu ứng dụng thử một ý tưởng thiết kế mới, đó là ý tưởng về phương pháp thiết kế tối ưu đường hình các tàu đánh bắt hải sản, sự kết hợp rất hài hòa giữa kế thừa và phát triển các kết quả nghiên cứu khoa học, với các kinh nghiệm thực tiễn quý báu. [...]... đó ngư i thiết kế có thể thực hiện các lựa chọn cuối cùng một cách tự tin qua một lần phân tích thực hiện 1.4 Giới hạn khối lượng và phương pháp thực hiện đề tài Tất cả những gì được phân tích trình bày ở trên không nằm ngoài mục đích chủ yếu, đó là cố gắng từ một phương pháp tiếp cận trực tiếp và thiết thực với nhiệm vụ thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa các kinh. .. làm cải thiện một phần phong cách thiết kế tàu nói chung, trong đó trước hết là thiết kế tối ưu các tàu đánh bắt hải sản, bắt đầu từ phương pháp lựa chọn tối ưu các yếu tố đường hình tàu thiết kế, kể cả vấn đề tự động hoá đồ họa đường hình tàu nhờ các chương trình máy tính chuyên dùng Những giải quyết cụ thể như vậy sẽ được trình bày chi tiết ở các phần dưới, được coi như cơ sở lý thuyết của những tìm... cho hợp lý với những thông số của tàu thiết kế Trong quá trình thiết kế, ngư i thiết kế thường chọn các tuyến hình tàu đã được kiểm nghiệm trong thực tế ( thống kê ) nhưng thường tàu mẫu rất ít phù hợp với tàu mà ta thiết kế do đó cần có sự hiệu chỉnh Theo đó, có thể sử dụng một hay nhiều tàu mẫu có thông số kĩ thuật gần giống với các yêu cầu của con tàu được thiết kế Theo phương pháp thiết kế này thì... Trình bày làm rõ những lý do cơ bản để áp dụng phương pháp đồ giải để gải quyết các khối lượng thiết kế tàu như một công nghệ hoàn chỉnh, kết hợp chặt chẽ lý thuyết thiết kế tàu truyền thống với những phát triển mới về phương pháp khoa học, giải quyết cơ bản nhiệm vụ lựa chọn tối ưu các yếu tố đường hình lý thuyết tàu thiết kế, đồng thời thực hiện các nội dung về đánh giá sơ bộ các tính năng cơ bản liên... tính, định lượng cần thiết làm rõ những kết quả mới đạt được và triển vọng ứng dụng của phương pháp đồ giải trong thiết kế tàu ở giai đoạn thiết kế ban đầu - 16 - Chương 2: CÁC KẾT QUẢ LỰA CHỌN TỐI ƯU CÁC YẾU TỐ HÌNH DÁNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐỒ GIẢI VÀ VẼ ĐƯỜNG HÌNH TÀU THIẾT KẾ - 17 - 2.1 Xây dựng nhiệm vụ thiết kế Nhiệm vụ thiết kế, hay còn gọi nhiệm vụ thư là văn bản mang tính pháp lý cao nhất đảm bảo... PT nổi - PT sức chứa - PT tốc độ Các yếu tố đường hình lý thuyết (ĐHLT) Bản vẽ ĐHLT Bố trí chung Kết cấu Không đạt yêu cầu Kiểm tra ổn định Trang bị tàu đạt yêu cầu Hoàn thành thiết kế Chế tạo tàu Hình 1.1 : Sơ đồ phương pháp thiết kế tàu truyền thống 1.2.2 Phương hướng hoàn thiện phương pháp thiết kế tàu thủy, trước hết là vấn đề tối ưu hóa thiết kế hình dáng các tàu Dễ có thể nhận xét thống nhất... thiết kế, tiến hành lựa chọn nhiều tàu mẫu có tính năng và yêu cầu kĩ thuật tương tự các yêu cầu đặt ra trong nhiệm vụ thư thiết kế kết hợp lý thuyết và kinh nghiệm của ngư i thiết kế để phân tích lựa chọn các kích thước cơ bản phù hợp với tàu thiết kế *Ưu điểm : - Phương pháp này tương đối đơn giản và dễ thực hiện, không đòi hỏi ngư i thiết kế phải có trình độ chuyên môn cao - Rút ngắn thời gian thiết. .. tính lắc, và tính tốc độ cho con tàu trong tương lại, nếu được chế tạo hoàn hảo trên cơ sở đường hình được thiết kế đang xét - 15 - - Vẽ đường hình lý thuyết tàu thiết kế với ý thức càng ít phụ thuộc đường hình tàu mẫu càng tốt, thông qua lợi dụng các công nghệ được cung cấp từ phần mềm tiện ích AutoCAD kết hợp với những kết quả mới toán học hóa đường hình lý thuyết tàu - Thực hiện những phân tích,... thiết kế, và trên cơ sở đó chế tạo các con tàu bất kể loại hình và chức năng gì, nhằm mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật tương xứng với những mong muốn của con ngư i Ra đời đã từ rất lâu như một hệ thống ý tưởng hoàn chỉnh, tiếp thu và lý thuyết hóa các kết quả nghiên cứu lý thuyết tàu nhằm đúc kết những kinh nghiệm sáng tạo giúp cho việc thiết kế chế tạo ra những con tàu ngày một đáp ứng đầy đủ hơn các... được thực hiện trên cơ sở những nội dung sau: - Chương 1: Đặt vấn đề - Chương 2: Các kết quả lựa chọn tối ưu các yếu tố và vẽ đường hình tàu thiết kế - Chương 3: Đánh giá chất lượng thiết kế đường hình lý thuyết và một số tính năng có thể của tàu thiết kế Mặc dầu đã cố gắng rất nhiều, nhưng vì kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm thực tiễn rất hạn chế, trong khi nhiệm vụ được giao chứa đựng nhiều khó . Thành Lớp: 48ĐT_2 Ngành: Đóng tàu thủy Tên đề tài : Thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa . Số trang: 102 Số chương:. Nguyễn Tiến Thành Lớp: 48ĐT_2 Tên đề tài : Thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa kinh nghiệm của ngư dân Khánh Hòa. Cán bộ hướng dẫn: PGS – TS NGUYỄN QUANG. XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tiến Thành Lớp: 48ĐT_2 Ngành: Đóng tàu thủy Tên đề tài : Thiết kế tối ưu đường hình lý thuyết một tàu câu cá ngừ đại dương, kế thừa kinh