BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH NCS NGUYỄN THỊ NGỌC HOA NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DÁNG TÀU CHỞ CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SÔNG BIỂN VIỆT NAM Ngành: Mã số ngành: Kỹ thuật khí động lực 9520116 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH - NĂM 2021 Cơng trình hồn thành Trường Đại học Giao thông vận tải TPHCM Người hướng dẫn 1: PGS.TS Vũ Ngọc Bích Người hướng dẫn 2: PGS.TS Lê Tất Hiển Phản biện độc lập 1: Phản biện độc lập 2: Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án họp vào lúc ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM MỞ ĐẦU Cơ sở lựa chọn đề tài Hiện nay, theo số liệu cục đường thủy nội địa năm 2019, ngành vận tải thủy Việt Nam đạt 250 triệu tấn/năm, riêng vận tải ven biển chiếm 60 triệu tấn/năm, góp phần thúc đẩy ngành vận tải hội nhập kinh tế vùng miền, phát huy tối đa điều kiện ven biển tự nhiên Việt Nam Vấn đề sử dụng lượng hiệu cho phương tiện thủy ngày mang tính cấp thiết liên quan đến tiết kiệm nhiên liệu khai thác tàu yêu cầu bắt buộc Ủy ban bảo vệ môi trường biển (MEPC) thuộc Tổ chức hàng hải quốc tế (IMO) giảm ô nhiễm môi trường lượng phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính tồn cầu Đối với tàu chạy tuyến sơng biển (SB), nằm ngồi đối tượng áp dụng quy định trên, cần thỏa mãn quy định, nghị quyết, luật Việt Nam mục tiêu sử dụng lượng hiệu tiết kiệm Chính vậy, tốn nghiên cứu giải pháp thiết kế phương tiện thủy nhằm nâng cao hiệu sử dụng lượng chủ đề có tính thời khơng đội tàu chạy chuyến quốc tế Việt Nam nói chung mà cịn đội tàu SB nói riêng Ở Việt Nam, tháng 7-2014, sau thời gian chuẩn bị, Bộ Giao thơng vận tải (GTVT) thức cơng bố mở ba tuyến vận tải ven biển Dự báo, thời gian tới, số lượng tàu SB tiếp tục tăng Cục Ðăng kiểm Việt Nam thẩm định nhiều hồ sơ đăng ký đóng Tuy nhiên, theo đánh giá cơng tác thiết kế tàu SB nói chung tàu container chạy tuyến SB cịn tồn nhiều vấn đề việc tối ưu hóa hình dáng thân tàu chưa quan tâm mức dẫn tới chưa có mẫu hình dáng thân tàu container chuẩn phù hợp với tuyến luồng SB Việt Nam Chính vậy, việc nghiên cứu thuật tốn đề xuất hình dáng xây dựng mơ hình tốn tồn tàu nói chung mẫu tàu container SB nói riêng, có xét đến ảnh hưởng tuyến luồng có tính khoa học thực tiễn cao, làm phong phú nghiên cứu nước quốc tế liên quan mảng thiết kế tàu Do đó, đồng ý giáo viên hướng dẫn, NCS lựa chọn đề tài “NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DÁNG TÀU CHỞ CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SƠNG BIỂN VIỆT NAM” Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án nghiên cứu đề xuất mơ hình tốn cải tiến hình dáng tàu container giai đoạn thiết kế sơ nhằm giảm lực cản tàu sở có tính đến điều kiện ràng buộc tuyến luồng sông biển Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu • Đối tượng nghiên cứu: Phương tiện thủy container hoạt động vùng chịu ảnh hưởng độ sâu tuyến luồng Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng giải thuật tối ưu hình dáng dựa hàm • mục tiêu sức cản xây dựng hàm tốn NUBS cho nhóm tàu container 5000 sau tối ưu, hoạt động phổ biến tuyến luồng sơng biển khu vực phía Nam Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thiết kế, kết hợp công cụ tính tốn số cụ thể sau: Nghiên cứu lý thuyết: Các phương pháp luận chung thiết kế tàu, • tích phân số biến đổi hình học hình dáng tàu Nghiên cứu tính tốn số: Xây dựng giải thuật tối ưu di truyền (GA), • thuật tốn dựa hàm toán xấp xỉ Non-Uniform B-spline (NUBS) cho tuyến hình tàu • Nghiên cứu ứng dụng: Đánh giá chất lượng tuyến hình dựa đặc tính trơn, liên tục mô số phần mềm chuyên dụng Ý nghĩa khoa học-thực tiễn tính • Ý nghĩa khoa học: Kết đạt luận án thơng qua mơ hình tốn hình dáng tàu container bước đầu q trình tích hợp tự động hóa thiết kế hình dáng tàu vào hướng nghiên cứu chun sâu mảng tính tốn lưu chất kết cấu tàu • Ý nghĩa thực tiễn: - Kết tính tốn sở để hỗ trợ đơn vị tư vấn thiết kế xây dựng lựa chọn phương án đề xuất hình dáng mẫu tàu container phù hợp với điều kiện tuyến luồng khác Việt Nam - Kết nghiên cứu tài liệu tham khảo hữu ích cho cơng tác đào tạo nhà trường nói riêng cơng tác nghiên cứu khoa học nói chung mảng thiết kế tàu • Những đóng góp luận án: - Luận án tổng hợp, phân tích lựa chọn phương pháp tính tốn lực cản tàu với độ tin cậy chấp nhận giai đoạn thiết kế sơ bộ, điều mà đơn vị tư vấn thiết kế chưa có điều kiện thực - Luận án xây dựng thành công thuật giải tối ưu di truyền ngôn ngữ Matlab, nhằm đề xuất hệ số hình dáng hồnh độ tâm phù hợp tàu container có xem xét ảnh hưởng độ sâu tuyến luồng sông biển Kết nhận từ giải thuật tính tốn hồn tồn đáng tin cậy - Luận án xây dựng thành cơng mơ hình tốn cho hình dáng tàu sau tối ưu dạng hàm NUBS Đây mơ hình tốn hình học hiệu có tính ứng dụng cao giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế kỹ thuật có khả phục vụ tính tốn số nghiên cứu chun sâu - Chương trình tính tốn chương trình tổng hợp, sử dụng cơng cụ hỗ trợ đề xuất hình dáng tàu phù hợp có khả thương mại hóa Kết luận án đề xuất tuyến hình tàu container hợp lý sở có xét đến ảnh hưởng tuyến luồng, giải thuật tối ưu di truyền xây dựng nhằm giảm sức cản, hướng đến tiết kiệm nhiên liệu xây dựng mơ hình tốn tàu container sau tối ưu, thể qua sơ đồ nghiên cứu sau: Sơ đồ nghiên cứu luận án Bố cục luận án Sau phần Mở đầu với mục theo quy định, nội dung nghiên cứu luận án trình bày chương sau: Chương 1: Tổng quan xây dựng hình dáng tàu container phù hợp tuyến luồng sông biển Việt Nam Chương 2: Nghiên cứu, xây dựng hàm mục tiêu sức cản tàu container sông biển Chương 3: Nghiên cứu, xây dựng thuật tốn tối ưu thơng số hình dáng tàu container sơng biển Chương 4: Nghiên cứu, mơ hình hóa hình dáng tàu container sông biển theo hàm tham số NUBS Chương 5: Đánh giá hiệu thuật tốn xây dựng hình dáng tàu mẫu container SB Kết luận kiến nghị tổng kết kết nghiên cứu đề tài, đề xuất số định hướng nghiên cứu CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG HÌNH DÁNG TÀU CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SƠNG BIỂN VIỆT NAM 1.1 Tổng quan tuyến vận tải thủy sông biển Việt Nam Vận tải thủy (đường sông, đường biển) góp phần thực hóa chiến lược biển nhiều quốc gia, nhân tố quan trọng kinh tế Năm 2016, tính số liệu từ cục đường thủy nội địa, vận chuyển đường thủy nội địa chiếm 17,1% thị phần tồn ngành giao thơng vận tải, mô tả theo Bảng 1.1 Năm 2019, theo số liệu thống kê từ tổ chức kinh tế thương mại thuộc hệ thống liên hợp quốc (UNCTAD) [1], hoạt động khai thác vận tải thủy khu vực châu Á chiếm tỉ trọng lớn giới, tập trung Trung Quốc khu vực lân cận Bảng 1.1 Lưu lượng hàng hóa nội địa theo phương thức vận tải Việt Nam (Cục đường thủy nội địa, 2016) Khối lượng Tỷ lệ đảm nhận Cự ly vận Phương thức vận tải vận chuyến khối lượng vận tải tải trung (triệu tấn) (%) bình (km) Vận tải đường 957,5 77,2 59 Vận tải đường thủy nội địa 212,5 17,1 212 Vận tải ven biển 64,8 5,2 2046 Vận tải đường sắt 5,2 0,4 615 Vận tải đường hàng không 0,3 0,0 2333 Theo báo cáo ngân hàng giới cơng trình nghiên cứu J Kruse Kos [2], vận tải thủy lợi việc giảm mức độ tiêu thụ nhiên liệu lượng phát thải khí CO2 hàng hóa - km luân chuyển so với vận tải đường tàu hỏa, trình bày Bảng 1.2 Bảng 1.2 So sánh hiệu tiêu thụ nhiên liệu lượng phát thải khí CO2 phương thức vận tải thủy so với phương thức vận tải đường đường sắt Hiệu vận tải Đường thủy Đường sắt Đường Tấn – Dặm / Gallon 576 413 155 g khí CO2/ Tấn - Km 20 - 65 30 - 80 65 - 125 Chế độ thủy - hải văn, tác động dòng chảy ven bờ, động lực học sóng biển hồn tồn phù hợp tiêu chí phân cấp tàu hoạt động tuyến luồng sông biển theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 72: 2013/BGTVT Theo nghiên cứu H.V Huan viện Chiến lược Phát triển giao thông vận tải (Bộ Giao thơng vận tải), tuyến luồng khu vực phía Nam thuận lợi theo tác động quy luật thủy triều, với chiều rộng tối thiểu sông 30-100 mét độ sâu tối thiểu 2.5–4.0 mét [3] Trong luận án này, hình dáng phương tiện thủy container nghiên cứu có xét đến độ sâu tuyến luồng SB Việt Nam 1.2 Tổng quan kích thước ràng buộc thiết kế cho hình dáng tàu container tuyến luồng sông biển giới Việt Nam Hình dáng tàu container thể qua mối quan hệ thơng số kích thước trình bày kết nghiên cứu Takahashi [4] Charchalis [5] Hình dạng thân tàu container có xu hướng hẹp so với tàu hàng khác, tàu chở dầu, yêu cầu tốc độ hoạt động cao Tại Việt Nam, kích thước tàu container phù hợp tuyến luồng dựa số liệu thống kê tàu mẫu, cảng tuyến hoạt động, quy hoạch đội tàu tổ chức phân cấp đăng kiểm Thời gian gần đây, nghiên cứu tối ưu dựa thuyết tiến hóa áp dụng rộng rãi toán thiết kế phương tiện thủy dựa liệt kê tập khả thi hệ số hình dáng tàu mẫu chọn lọc ngẫu nhiên [6] Từ năm 1995, Ray cộng đề xuất giải thuật mô luyện nhằm tối ưu cho tàu container cỡ lớn theo hướng giảm trọng lượng [7] Tương tự, tối ưu hình dáng hướng đến giảm sức cản sử dụng thuật giải toàn phương với nhân tử Lagrange (SQP) cho tàu mẫu Wigley giảm sức cản xấp xỉ 0.32% [8] Nghiên cứu liên quan đến giảm sức cản tàu container dựa hoành độ tâm LCB, mũi lê vịm trình bày nghiên cứu Bertram, Kim cộng [9] Theo đó, LCB hiệu chỉnh vị trí phù hợp khu vực tàu giúp cải thiện giảm xấp xỉ – % sức cản toàn tàu Năm 2012, Han cộng đề xuất kết hợp phần mũi tàu chở khí hóa lỏng LPG vào thiết kế hình dáng tàu container, kết sức cản giảm xấp xỉ 5% [10] Năm 2018, Ang cộng đề xuất giải pháp tích hợp trí tuệ nhân tạo quy trình thiết kế tàu thỏa mãn yêu cầu sức cản khả xoay trở [11] Các giải thuật tối ưu thiết kế hình dáng tàu nhóm Priftis cộng [12] tích hợp để cải thiện sức cản xấp xỉ 3% cho mẫu container Post-Panamax Trong luận án này, khác với mơ hình tối ưu nghiên cứu công bố dựa thiết kế mới, NCS tập trung nghiên cứu toán cải thiện sức cản tàu container mẫu, có xem xét ràng buộc điều kiện độ sâu luồng lạch Năm 1960, Ferguson mô tả đường cong tham số với hàm sở Hermite Vấn đề chất lượng đường cong Hermite khắc phục Bezier đưa hàm sở đa thức Bernstein [13] Năm 1976, Rogers [14] giới thiệu giải thuật Non-uniform rational B-spline dùng phổ biến tuyến hình tàu có hỗ trợ máy tính Các phương pháp sử dụng điểm điều khiển NURBS nên thuận lợi thiết kế mới, chưa áp dụng với phương pháp thiết kế dựa tàu mẫu sau hiệu chỉnh thông số hình dáng Vấn đề khiến cho kết nghiên cứu cịn khó khăn đưa vào ứng dụng, liệt kê bảng 1.3 1.4 Bảng 1.3: Tóm lược tiếp cận nghiên cứu liên quan đến hàm tốn tham số tàu Nhóm nghiên Quốc gia cứu Năm Hướng nghiên cứu Phương pháp D Taylor Mỹ 1915 Hiệu chỉnh hình dáng Hàm tốn đa thức Benson Anh 1940 Xây dựng hình dáng Hàm tốn đa thức Lackenby Anh 1950 Hiệu chỉnh hình dáng Hàm tốn đa thức Taggart Mỹ 1955 Xây dựng hình dáng Hàm toán đa thức Kaiser et al Đức Xây dựng hình dáng 1968 tàu, xử lý liên tục Hàm tốn đa thức tuyến hình Hoshino et al Mitsubishi, Xây dựng Hiệu 1966 Hàm toán đa thức Nhật chỉnh hình dáng Breitung Xây dựng Hiệu TU Berlin, 1969 Hàm tốn đa thức Đức chỉnh hình dáng Rogers et al Mỹ 1976 Xây dựng hình dáng Hàm tốn tham số Perez et al Tây Ban Nha 2008 Hiệu chỉnh hình dáng Hàm tốn tham số Khai et al Vietnam 2009 Xây dựng hình dáng Hàm tốn đa thức Kim et al Hàn Quốc 2009 Xây dựng hình dáng Hàm toán tham số Herbert et al Hà Lan 2013 Xây dựng hình dáng Hàm tốn tham số Wang et al Trung Quốc 2019 Xây dựng hình dáng Hàm tốn tham số Bảng 1.4 : Tóm lược tiếp cận nghiên cứu liên quan liên quan đến giải thuật tối ưu hình dáng tàu Nhóm Quốc gia nghiên cứu T Ray Mỹ Jun et al Nhật Gregory et Hi Lạp al Tahara et Nhật al Saker et al Banglades Năm Hướng nghiên cứu Phương pháp Mô Hỗ trợ thiết kế hình dáng tàu luyện 1995 container 1336 TEU, đề xuất (simulated thơng số kích thước annealing) Tối ưu hình dáng giảm sức Thuật tốn 2004 cản sóng tàu thân theo tiến hóa Mitchell Tối ưu hình dáng giảm sức Thuật tốn 2010 cản sóng tàu theo lý thuyết tiến hóa mặt cắt Tối ưu hình dáng dựa Thuật tốn 2006 phân tích CFD tiến hóa Thuật tốn Tối ưu hình dáng theo hướng 2011 toàn phương tiết kiệm nhiên liệu (SQP) 18 Kết luận Trong chương này, luận án xây dựng thuật toán NUBS cho đường cong sườn lý thuyết hình dáng tàu sở giải thuật tối ưu di truyền gồm thông số LCB, CB, CP, CM thỏa hàm mục tiêu sức cản chương Trên sở thuật toán thiết lập, NCS xây dựng hình dáng tàu ngơn ngữ Matlab, hỗ trợ hiệu công tác thiết kế, giải vấn đề : • Tính liên tục phân đoạn mũi, lái thân ống sau hiệu chỉnh Lackenby hàm sở NUBS cho đường cong hình dáng SAC • Hiệu chỉnh trơn tồn cục đường cong hình dáng SAC dựa nghịch đảo ma trận khơng vng hàm tốn NUBS Từ đó, đề xuất tập hợp điểm điều khiển vector nút phù hợp hàm toán NUBS cho tàu container tuyến luồng sông biển CHƯƠNG : ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ THUẬT TỐN XÂY DỰNG HÌNH DÁNG TÀU MẪU CONTAINER SB 5.1 Đánh giá hệ số hình dáng theo đường cong SAC hàm sức cản tối ưu di truyền Trong luận án này, kích thước thơng số hình dáng tàu container mẫu đề xuất hiệu chỉnh thuật toán tối ưu di truyền, đồng thời mơ hình tốn NUBS thiết lập cho tàu sau hiệu chỉnh Tại Việt Nam, không giới hạn trọng tải, mẫu tàu container sông biển cỡ nhỏ khai thác phổ biến để tiếp cận cảng thủy nội địa Tàu mẫu container sông biển 128 TEU tham khảo hiệu chỉnh theo hàm sức cản tối ưu, ràng buộc phạm vi cho phép nhằm khơng thay đổi tính tàu mẫu, Bảng 5.1 Kết tính tốn tích phân số luận án cho thấy giải thuật có sai lệch 1%, không đáng kể đối chiếu với tàu mẫu phần mềm chuyên dụng thiết kế tàu Cụ thể, sai lệch thể tích chiếm nước so với tàu mẫu 0.18 %, hệ số béo thể tích 0.24 % hồnh độ tâm 0.4 %, hệ số béo hình dáng khác khơng thay đổi, thể Hình 5.1 Bảng 5.2 19 Tàu mẫu Bảng 5.1 Thông số tàu mẫu Phần Tích E%D mềm phân Maxsurf Maxsurf số E%D Tích phân số ∆ [m3] 3041.5 3040 3036 -0.05 -0.18 L[m] 71.22 71.22 71.22 không đổi không đổi d [m] 3.95 3.95 3.95 không đổi không đổi B [m] 12.90 12.90 12.90 không đổi không đổi CB 0.838 0.838 0.836 0.00 -0.24 Cp 0.866 0.869 0.866 0.35 0.00 CM LCB [m] 0.966 34.733 0.967 34.700 0.966 34.593 0.10 -0.10 0.00 -0.40 Hình 5.1 Đồ thị hội tụ %LCB, CM, CP theo hệ di truyền kết tối ưu vận tốc thiết kế 10 hải lý / 20 Bảng 5.2 Hình dáng, sức cản tàu 128 TEU SB trước sau áp dụng giải Tàu mẫu ∇ [m3] CP CB CM CWP LCB [m] LCB [%] CT 3040.7 0.866 0.838 0.966 0.927 34.592 -2.99 4.72 x 10-3 thuật tối ưu di truyền Ràng buộc Tàu tối ưu thiết kế 3027.4 δΔ < % 0.865 0.834 [0.80 – 0.90] 0.966 [0.90 – 0.99] 0.927 34.803 -1.041 [-5%, 5%] 4.45 x 10-3 E%D 0.44 0.11 0.47 không đổi không đổi 5.53 Ở vận tốc thiết kế 10 hải lý / giờ, hệ số sức cản toàn tàu giảm 5.53 % so với tàu mẫu Kết cho thấy tính hiệu giải thuật GA tối ưu nhóm thông số LCB, Cp, CB, CM từ tàu mẫu theo hàm đa mục tiêu sức cản, trình bày Hình 5.2 Hình 5.2 Kết hệ số sức cản tồn tàu CT theo vận tốc Kết tính tốn thể giá trị sức cản biến động Fn nhỏ 0.24 hoàn toàn phù hợp với phạm vi tin cậy phương pháp bán thực nghiệm Holtrop trình bày phần sở lý thuyết chương Sau đề xuất hệ số hình dáng từ giải thuật tối ưu, đường cong hình dáng SAC xây dựng chỉnh trơn dựa mơ hình tốn NUBS khắc phục nhược điểm từ phương pháp biến đổi hình dáng truyền thống 21 5.2 Đánh giá tuyến hình tàu container 128TEU xây dựng từ hàm sở NUBS Kết tính tốn LCB, hệ số béo hình dáng thể qua đường cong diện tích sườn lý thuyết SAC sau hiệu chỉnh Lackenby Đồng thời, áp dụng phương pháp nghịch đảo ma trận vuông mơ hình tốn NUBS truyền thống, kết cho thấy đường cong SAC không trơn xuất đoạn gãy khúc áp dụng thuật toán nghịch đảo NUBS truyền thống, Hình 5.3 Hình 5.3 Đường cong diện tích sườn lý thuyết trước sau tối ưu hình dáng Trong luận án này, để cải thiện chất lượng hình học vùng mũi, lái thân ống đường cong diện tích sườn lý thuyết SAC, tác giả nghiên cứu xây dựng theo dạng ma trận không vng, trình bày Hình 5.4-5.5 Bảng 5.3 Hình 5.4 Đánh giá chất lượng đường cong SAC sau hiệu chỉnh Lackenby & NUBS, áp dụng thuật toán nghịch đảo NUBS truyền thống & luận án Bảng 5.3 Giá trị hàm sở [N] NUBS cho đường sườn lý thuyết Ni,1 Ni,2 Ni,3 Ni,4 Ni,5 N1,j 0 0 N2,j 0.4705 0.4636 0.0631 0.0027 22 N3,j N4,j N5,j N6,j N7,j N8,j N9,j N10,j 0.1715 0.037 0.0014 0 0 0.5981 0.5185 0.3402 0.1756 0.0741 0.0219 0.0027 0.2085 0.3704 0.4829 0.4829 0.3704 0.2085 0.0631 0.0219 0.0741 0.1756 0.3402 0.5185 0.5981 0.4636 0 0 0.0014 0.037 0.1715 0.4705 Hình 5.5 Mặt cắt ngang sườn lý thuyết tàu mẫu trước & sau tối ưu hình dáng 5.3 Đánh giá hiệu hình dáng tuyến hình tàu dựa tính tốn mơ số Trong nghiên cứu liên quan NCS cộng sự, mô số sức cản tàu thực theo ITTC hoàn toàn phù hợp thực nghiệm [31] Thiết lập mơ hình tốn CFD điều kiện biên tàu mẫu 128 TEU theo ITTC [32], thể Hình 5.6, Bảng 5.4 kết tính Hình 5.7-5.9 Bảng 5.4 Thiết lập mơ hình tốn CFD đặc trưng vật lý cho dịng rối Mơ hình Mơ tả vật lý tốn CFD Trung bình hóa vận tốc, áp suất, ứng suất Reynolds cho phương RANS trình Navier Stokes Mơ hình tốn dịng rối, tuyến tính xoáy nhớt Boussinesq, SST k - ω với k động dịng rối µt hệ số rối xoáy nhớt thể qua hệ số phân tán riêng ω [33] Miền tính (1.5 ~ 2.5) x Lpp, khu vực đáy tàu thiết lập tương ứng với toán độ sâu mớn nước [34] 23 Chia lưới Lưới không cấu trúc Cartesian, tứ diện lục diện (tetrahedron & hexahedron) thiết lập Bảng 5.5 Bảng thông số điều kiện biên tàu 128 TEU theo ITTC đề xuất nhóm Hekkenberg cho vùng nước hạn chế [35] Thiết lập điều kiện biên mặt Dòng vào Dòng Thân vỏ tàu Mặt phẳng tàu Các mặt bên Mặt Mặt Hạn chế luồng lạch Vận tốc Áp suất Không trượt Đối xứng Đối xứng Đối xứng Di động - Không trượt Không hạn chế luồng lạch Vận tốc Áp suất Không trượt Đối xứng Đối xứng Đối xứng Khơng trượt Hình 5.6 Miền tính tốn & điều kiên biên cho tàu mẫu 128 TEU luận án 24 Hình 5.7 Trường áp suất trước sau hiệu chỉnh hình dáng 10, 14 hải lý/giờ Hình 5.8 Trường dịng trước sau hiệu chỉnh hình dáng tàu 10, 14 hải lý/giờ 1.5 3.17 TAU MAU 128 TEU TAU MAU 128 TEU TAU HIEU CHINH 1.4 1.35 1.3 1.25 1.2 1.15 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 Fn 0.35 0.4 TAU HIEU CHINH 3.16 HE SO SUC CAN AP SUAT Cp [x1000] HE SO SUC CAN NHOT Cv [x1000] 1.45 0.45 0.5 3.15 3.14 3.13 3.12 3.11 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 Fn Hình 5.9 Hệ số sức cản nhớt & áp suất tàu trước sau giải thuật hiệu chỉnh Kết tính tốn mơ thể cải thiện mặt sức cản vận tốc thiết kế tàu tăng dần, thể rõ phạm vi Fn 0.1 – 0.4, đặc biệt hệ số sức cản áp suất, tương đồng với kết từ phương pháp bán thực nghiệm Holtrop Như vậy, kết tính tốn mơ thể tính hiệu giải thuật hiệu chỉnh tàu dựa thuật giải tối ưu di truyền mơ hình toán NUBS 25 Đồng thời, nghiên cứu tiến hành đánh giá ảnh hưởng tuyến luồng sông biển dựa mối quan hệ độ sâu luồng lạch sức cản toàn tàu Trong luận án này, tác giả phân loại ảnh hưởng độ sâu luồng lạch dựa tài liệu công bố tổ chức Cảng - Đường thủy giới (PIANC), ITTC 2014 TCVN 11419:2016, mô tả theo Bảng 5.6 Bảng 5.6 Ảnh hưởng tuyến luồng sông biển dựa độ sâu luồng lạch Độ sâu luồng Frh Ảnh hưởng Luồng tiêu biểu Mức độ lạch tới tàu Việt Nam 0.4 Không ảnh Nước sâu H/T>3.0 Cái Mép, Thị Vải hưởng Nước trung 0.6 1.5< H/T