Tính toán tính năng tàu lưới rê vỏ composite mẫu khánh hòa bằng phần mềm delftship

I

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên Sinh viên: TRẦN VĂN CỦA

Lớp: 54TT

Ngành: Kỹ thuật tàu thủy
Tên đề tài: Tính toán tính năng tàu lưới rê vỏ composite mẫu Khánh Hòa bằng
phần mềm Delftship
Số trang: 64

Số chương: 05

Tài liệu tham khảo: 11

Hiện vật: 2 bộ thuyết minh và 2 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Kết luận: ..................................................................................................................
..................................................................................................................................

Nha Trang, ngày……tháng.…..năm 2016
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. HUỲNH LÊ HỒNG THÁI


II

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATN
Họ và tên Sinh viên: TRẦN VĂN CỦA

Lớp: 54TT

Ngành: Kỹ thuật tàu thủy
Tên đề tài: Tính toán tính năng tàu lưới rê vỏ composite mẫu Khánh Hòa bằng
phần mềm Delftship
Số chương: 05

Số trang: 64

Số tài liệu tham khảo: 11

Hiện vật: 2 bộ thuyết minh và 2 đĩa CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
..................................................................................................................................
Điểm phản biện: ......................................................................................................
..................................................................................................................................

ĐIỂM CHUNG
Bằng số

Bằng chữ
Nha Trang, ngày……tháng.…..năm 2016
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)


III

LỜI CẢM ƠN
Sau khoảng thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp đến nay đã hoàn thành. Tôi
xin cảm ơn thầy cô, bố mẹ, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo cơ sở đóng tàu Thống Nhất đã tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi để khảo sát và lấy những số liệu chính xác nhất của con
tàu mà tôi khảo sát. Tôi xin cảm ơn các thầy trong bộ môn đã giúp đỡ tôi trong việc
hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Đặc biệt tôi xin cảm ơn thầy TS. Huỳnh Lê Hồng Thái
đã trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Qua thời gian thực hiện đồ án tôi đã học được những kiến thức vô cùng bổ
ích. Ngoài việc học hỏi những kiến thức từ thực tế về chuyên ngành đóng tàu, làm
quen với kiến thức mới, có khả năng đảm nhận công việc của một kỹ sư ngành tàu
thủy trước khi ra trường. Thời gian thực hiện đề tài cũng là cơ hội tôi ôn lại những
kiến thức đã học về chuyên ngành sau bốn năm học đại học. Có lẽ đây cũng là lần
cuối cùng tôi đứng trước giảng đường với tư cách là một sinh viên bảo vệ thành quả
của mình trước hội đồng. Sau khi ra trường tôi trở thành kỹ sư mới của đất nước, tôi
quyết đem hết khả năng, trí lực của mình phục vụ cho công việc. Một lần nữa tôi
xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Trần Văn Của


IV

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự
hướng dẫn của Thầy TS. Huỳnh Lê Hồng Thái. Các số liệu và kết quả nghiên cứu
trong luận văn này là trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác.
Tác giả luận văn

Trần Văn Của


V

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ............................................................ I
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐATN .......................................................... II
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... III
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. III
MỤC LỤC ............................................................................................................. V
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... VIII
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................. IX
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................ X
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................ 1
CHƯƠNG I ............................................................................................................. 2
ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................... 2
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ........................................................................... 2
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY ..................................................... 3

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới........................................................... 3
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................ 4
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI .......................... 5
1.3.1 Mục tiêu .................................................................................................. 5
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 5
1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI ................................... 5
1.4.1 Nội dung ................................................................................................. 5
1.4.2 Giới hạn đề tài ......................................................................................... 6
CHƯƠNG 2 ............................................................................................................ 7
CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................................. 7
2.1 TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG TÀU .................................................................. 7
2.1.1 Tính toán các yếu tố tính nổi .................................................................... 7
2.1.1.1 Các yếu tố mặt đường nước .............................................................. 7
2.1.1.2 Các yếu tố mặt cắt ngang.................................................................. 7
2.1.1.3 Các yếu tố tính nổi ........................................................................... 8


VI
2.1.2 Tính toán ổn định tàu thủy....................................................................... 9
2.1.2.1 Mômen hồi phục và cánh tay đòn hồi phục ....................................... 9
2.1.2.2 Tâm nổi – đường cong tâm nổi- tâm nghiêng- đường cong tâm
nghiêng- chiều cao tâm ổn định ..................................................................... 10
2.1.2.3 Ổn định ban đầu ............................................................................. 11
2.1.2.4 Ổn định động.................................................................................. 11
2.1.3 Tính toán sức cản tàu thủy..................................................................... 12
2.1.3.1 Định nghĩa...................................................................................... 12
2.1.3.2 Tính toán lực cản tàu thủy .............................................................. 12
2.2 PHẦN MỀM DELFTSHIP ........................................................................... 13
CHƯƠNG 3 .......................................................................................................... 15
XÂY DỰNG ĐƯỜNG HÌNH TÀU CÁ LƯỚI RÊ ................................................ 15

3.1 TÀU LƯỚI RÊ VỎ COMPOSITE TỈNH KHÁNH HÒA ............................. 15
3.1.1 Thống kê số lượng tàu ........................................................................... 15
3.1.2 Khai thác thủy sản bằng lưới rê ............................................................. 15
3.1.2.1 Lưới rê ........................................................................................... 15
3.1.2.2 Phân loại ........................................................................................ 16
3.1.2.3 Cấu tạo ........................................................................................... 16
3.1.2.4 Một số loại lưới rê .......................................................................... 16
3.1.2.5 Kỹ thuật khai thác .......................................................................... 18
3.2 KHẢO SÁT MỘT SỐ MẪU TÀU CÁ LƯỚI RÊ ....................................... 19
3.3 ĐẶC ĐIỂM TÀU LƯỚI RÊ VỎ COMPOSITE TỈNH KHÁNH HÒA ......... 21
3.3.1 Đặc điểm đường hình ............................................................................ 21
3.3.2 Đặc điểm về kết cấu ............................................................................... 21
3.3.3 Đặc điểm bố trí chung ............................................................................ 22
3.4 XÂY DỰNG ĐƯỜNG HÌNH TÀU LƯỚI RÊ VỎ COMPOSITE ............... 22
CHƯƠNG 4: ......................................................................................................... 25
TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG TÀU THỦY BẰNG PHẦN MỀM DELFTSHIP ....... 25
4.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM DELFTSHIP .................................................... 25
4.1.1 Tổng quan về phần mềm Delftship ......................................................... 25


VII
4.1.2 Các tính năng của DelftShip phiên bản thương mại ............................... 27
4.2. XÂY DỰNG TUYẾN HÌNH TÀU BẰNG PHẦN MỀM DELFTSHIP....... 28
4.2.1 Chuẩn bị................................................................................................ 28
4.2.2. Các bước thực hiện............................................................................... 29
4.3. TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG TÀU ................................................................ 31
4.3.1 Tính toán thủy tĩnh. ................................................................................ 31
4.3.2 Tính toán ổn định ................................................................................... 33
4.3.2.1 Quy phạm áp dụng .......................................................................... 33
4.3.2.2 Trọng lượng và trọng tâm tàu không ............................................... 34

4.3.2.3 Tính toán ổn định cho từng trường hợp tải....................................... 34
4.3.3 Tính toán sức cản tàu. ............................................................................ 46
4.4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH ..................................................................... 48
4.4.1 Nhận xét kết quả .................................................................................... 48
4.4.2 So sánh kết quả tính với phần mềm Maxsurf .......................................... 49
CHƯƠNG 5 .......................................................................................................... 54
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .................................................................... 54
5.1 KẾT LUẬN .................................................................................................. 54
5.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ...................................................................................... 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 56
Phụ lục 1: Bảng tính trọng lượng trọng tâm của từng chi tiết và tàu không ............ 57
Phụ lục 2: Bảng tọa độ tuyến hình ......................................................................... 64


VIII

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Cách xác định các yếu tố mặt đường nước ................................................ 7
Hình 2.2 Cách xác định các yếu tố mặt cắt ngang .................................................... 8
Hình 2.3 Xác định mômen hồi phục và cánh tay đòn hồi phục................................. 9
Hình 2.4 Xác định chiều cao tâm ổn định .............................................................. 10
Hình 2.5 Xác định chiều cao tâm ổn định ban đầu ................................................. 11
Hình 3.1 Hình dạng lưới rê trôi tầng mặt ............................................................... 17
Hình 3.2 Hình dạng lưới rê trôi tầng đáy ............................................................... 17
Hình 3.3 Hình dạng lưới rê 3 lớp .......................................................................... 18
Hình 3.4 Tàu khảo sát thực tế ............................................................................... 20
Hình 3.5 Bản vẽ tuyến hình tàu.............................................................................. 23
Hình 3.6 Bản vẽ bố trí chung ................................................................................. 24
Hình 4.1 Cửa sổ chính của DelftShip ..................................................................... 25
Hình 4.2 Sơ đồ các mô đun tính toán của Delftship ............................................... 27

Hình 4.3 Nhập các thông số thiết kế ban đầu ......................................................... 28
Hình 4.4 Mô hình tàu ban đầu ............................................................................... 29
Hình 4.5 Mô hình tàu tạo đến đường bẻ góc 2 ....................................................... 29
Hình 4.6 Mô hình tàu đã được dựng xong.............................................................. 30
Hình 4.7 Mô hình tàu ở dạng tô bóng .................................................................... 30
Hình 4.8 Đồ thị thủy tĩnh ...................................................................................... 32
Hình 4.9 Ổn định trường hợp 1 .............................................................................. 36
Hình 4.10 Đồ thị ổn định trường hợp 1 .................................................................. 38
Hình 4.11 Ổn định trường hợp 2 ............................................................................ 39
Hình 4.12 Đồ thị ổn định trường hợp 2 ................................................................. 40
Hình 4.13 Ổn định trường hợp 3 ........................................................................... 41
Hình 4.14 Đồ thị ổn định trường hợp 3 ................................................................. 42
Hình 4.15 Ổn định trường hợp 4 ............................................................................ 43
Hình 4.16 Đồ thị ổn định trường hợp 4 ................................................................. 45
Hình 4.17 Đồ thị Pantokaren ................................................................................ 46
Hình 4.18 Đồ thị sức cản ...................................................................................... 47


IX

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát thực tế.......................................................................... 19
Bảng 4.1 Tính năng các phiên bản Delftship .......................................................... 26
Bảng 4.2 Trị số thủy lực ........................................................................................ 31
Bảng 4.3 Các trường hợp tải trọng ........................................................................ 35
Bảng 4.4 Kết quả trường hợp 1 ............................................................................. 37
Bảng 4.5 Kết quả trường hợp 2 ............................................................................. 39
Bảng 4.6 Kết quả trường hợp 3 ............................................................................. 41
Bảng 4.7 Kết quả trường hợp 4 ............................................................................. 43
Bảng 4.8 Trị số Pantokaren................................................................................... 46

Bảng 4.9 Trị số sức cản ........................................................................................ 47
Bảng 4.10 Trị số thủy lực (Maxsurf)..................................................................... 49
Bảng 4.11 Trị số Pantokaren (Maxsurf) ................................................................ 49
Bảng 4.12 Trị số ổn định ban đầu (Maxsurf)......................................................... 50
Bảng 4.13 Trị số cánh tay đòn ổn định GZ (Maxsurf) ........................................... 51
Bảng 4.14 So sánh trị số thủy lực ......................................................................... 51
Bảng 4.15 So sánh tính ổn định ............................................................................ 52


X

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Displ : Displacement (tonnes)

Lượng chiếm nước

LCB (m)

Hoành độ tâm nổi

LCF (m)

Hoành độ trọng tâm mặt đường nước

KMt (m)

Chiều cao tâm nghiêng ngang

TCVN 7111

Tiêu chuẩn Việt Nam 7111

QCVN 21

Quy chuẩn Việt Nam 21

LCG

Hoành độ trọng tâm

TCG

Tung độ trọng tâm

VCG

Cao độ trọng tâm

VCG sin(ø)

Cánh tay đòn ổn định trọng lượng

KN sin(ø)

Cánh tay đòn ổn định hình dáng

GZ (m)

Cánh tay đòn ổn định

1

LỜI NÓI ĐẦU
Hiên nay, nhờ sự hỗ trợ từ nghị định số 67 của chính phủ về chính sách phát
triển ngành thủy sản mà đã có rất nhiều tàu công suất lớn tham gia vào quá trình
khai thác thủy sản nhằm phát triển kinh tế, trong đó tàu vỏ composite được ngư dân
ưa chuộng và tiến hành đóng mới. Có không ít tàu cá lưới rê vỏ composite đã và
đang trong hành trình ngày đêm vươn khơi, bám biển.
Ngoài ra, Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy được hãng phần mềm Delftship tặng 2
bộ phần mềm Delftship phiên bản thương mại nhằm phục vụ công tác nghiên cứu
và giảng dạy.Từ thực tế trên tôi được Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy, Khoa Kỹ thuật
giao thông giao thực hiện đề tài: “Tính toán tính năng tàu lưới rê vỏ composite
mẫu Khánh Hòa bằng phần mềm Delftship”. Mục tiêu của đề tài là xây dựng
tuyến hình tàu cá lưới rê vỏ composite mẫu Khánh Hòa, tính toán tính năng của tàu
bằng phần mềm Delfship và ứng dụng phần mềm để phục vụ giảng dạy và nghiên
cứu ở Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy
Đề tài được chia làm các chương:
Chương 1: Đặt vấn đề
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Xây dựng đường hình tàu cá lưới rê
Chương 4: Tính toán tính năng tàu thủy bằng phần mềm Delftship
Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Sau thời gian tìm hiểu, nhờ sự hướng dẫn của thầy TS. Huỳnh Lê Hồng
Thái đến nay đồ án cũng đã hoàn thành. Do trình độ chuyên môn và tài liệu còn hạn
chế, thời gian không nhiều nên thiếu sót là điều khó tránh khỏi. Rất mong quý thầy
cô đánh giá, phê bình và đóng góp ý kiến.
Nha Trang, ngày 10 tháng 7 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Trần Văn Của


2

CHƯƠNG I
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
Vào năm 2014 nghị định số 67 của chính phủ ra đời với chính sách phát triển
ngành thủy sản góp phần vào sự phát triển kinh tế nước ta. Từ trước, ngư dân ngày
đêm bám biển với những con tàu vỏ gỗ, công suất nhỏ nên năng suất đánh bắt tương
đối thấp, lo lắng ngày đêm về sự an toàn của mình trên biển. Những ngư dân này,
họ có một ước mơ là có một con tàu đủ an toàn, công suất lớn để họ có thể an tâm
bám biển nhằm mục đích tăng thu nhập và phát triển kinh tế. Nhưng để đóng mới
một con tàu thì lại không đủ kinh phí. Từ đó, nghị định số 67 ra đời là một chính
sách nhằm tháo gỡ những vướng mắc của ngư dân. Theo nội dung nghị định số 67,
nhà nước sẽ hỗ trợ vốn đầu tư cho ngư dân trong việc đóng mới tàu. Chính vì vậy,
ngư dân rất phấn khởi, không ngần ngại trong việc đóng mới tàu nhằm mục đích
vươn ra khơi bám biển. Hiện nay số lượng các đơn đặt hàng thiết kế tàu đến với các
công ty thiết kế tàu ngày càng tăng. Đã có rất nhiều con tàu vỏ composite vươn ra
khơi là kết quả từ nghị định số 67. Trong số đó có không ít tàu làm nghề lưới rê.
Nhưng trước khi đưa vào hoạt động thì những con tàu này cần phải đảm bảo tính
năng và an toàn cho người sử dụng.
Ngoài ra, Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy được hãng phần mềm Delftship tặng 2
bộ phần mềm Delftship phiên bản thương mại nhằm phục vụ công tác nghiên cứu
và giảng dạy tại bộ môn. Vì đây là phần mềm bản quyền với đầy đủ chức năng hỗ
trợ trong thiết kế tàu nên để hiểu và sử dụng thành thạo phần mềm này là tương đối
khó khăn và cần có thời gian.
Từ những lý do trên, tôi mạnh dạn chọn đề tài nghiên cứu với tên gọi “Tính
toán tính năng tàu lưới rê vỏ composite mẫu Khánh Hòa bằng phần mềm

Delftship”


3
Trong đề tài này tôi tiến hành xây dựng tuyến hình tàu cá lưới rê vỏ
composite theo mẫu tỉnh Khánh Hòa rồi tính toán tính năng bằng phần mềm
DelftShip, so sánh kết quả tính toán bằng phần mềm Delftship với kết quả tính toán
bằng phần mềm Maxsurf và đánh giá khả năng ứng dụng của phần mềm Delftship.
1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY
1.2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Liên quan đến vấn đề này, trên thế giới hiện nay cũng có khá nhiều phần
mềm thiết kế tàu được các công ty thiết kế tàu và các trường đại học tin dùng. Theo
thống kê trên trang chủ “ ” mức độ sử dụng các phần
mềm để thiết kế tàu cụ thể như sau:
Autoship : 3.92%
Aveva : 5.90%
Catia : 5.17%
Paramarine : 0%
Maxsurf : 27.29%
Prolines : 0%
Napa : 1.96%
Rhinoceros : 29.22%
Fastship : 1.96%
Freeship : 4.76%
Delftship : 13.94%
NX : 3.92%
Solidworks : 1.96%
Sau khi khảo sát các phần mềm thiết kế tàu nói trên tôi xét thấy:
- Nhóm những phần mềm mức độ sử dụng rất lớn như Rhinoceros, Maxsurf
nhưng cũng có những phần mềm mức độ sử dụng không nhiều như Paramarine,

Prolines .
- Mỗi phần mềm điều có ưu điểm và nhược điểm riêng cụ thể như sau:


4
1) Nhóm phần mềm kỹ thuật vẽ rất tốt nhưng không hỗ trợ công cụ tính toán
tính năng tàu hoặc có hỗ trợ nhưng không đầy đủ như phần mềm Rhinoceros,
Solidworks…
2) Nhóm phần mềm hỗ trợ đầy đủ chức năng của một phần mềm thiết kế tàu
chuyên dụng nhưng kỹ thuật vẽ tương đối phức tạp như phần mềm Autoship,
Napa…
3) Nhóm phần mềm dễ dàng xuất qua các phần mềm khác và nhập từ các
phần mềm khác, cũng có những phần mềm không có chức năng này như
Rhinoceros, Maxsurf…
4) Nhóm phần mềm công việc tính toán tính năng tàu đơn giản nhưng không
đầy đủ, cũng có phần mềm công việc tính toán tính năng được thực hiện qua các
bước khá phức tạp và đòi hỏi người sử dụng phải có trình độ chuyên môn cao
nhưng đầy đủ tính năng như Freeship, Autoship…
Hiện nay trên thế giới, có các trường đại học như Budapest Đại học Công
nghệ (Hungary), Đại học công nghệ Delft (Hà Lan), Viện Hàng hải Québec
(Canada), Đại học Khoa học và Công nghệ (Na uy), Đại học Belgrade (Serbia),
Universidad de Buenos Aires (Argentina), Noordelijke Hogeschool Leeuwarden
(Hà Lan)… đã và đang sử dụng phần mềm Delftship trong công tác giảng dạy và
thiết kế tàu [9].
1.2.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Như đã trình bày ở trên, hiện nay ở Việt Nam, tình trạng sử dụng phần mềm
không bản quyền đang diễn phổ biến vì những phần mềm bản quyền giá thành
tương đối cao. Những phần mềm có kỹ thuật vẽ đơn giản như Rhinoceros, Freeship
đang được phần lớn sinh viên và các công ty thiết kế vừa và nhỏ sử dụng. Nhưng
sau khi vẽ tuyến hình tàu trên những phần mềm này cần phải xuất qua một phần

mềm khác như Autoship, Maxsurf để tính toán tính năng. Phần lớn các công ty thiết
kế tàu và các trường Đại học tại Việt Nam hiện nay thường dùng các phần mềm
thiết kế như Autoship, Maxsurf, Rhinoceros. Chưa có một công ty hay trường Đại
học nào sử dụng phần mềm Delftship trong thiết kế tàu.


5
1.3 MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
1.3.1 Mục tiêu
- Thiết kế tuyến hình và tính toán tính năng tàu cá lưới rê vỏ composite mẫu
Khánh Hòa bằng phần mềm Delftship.
- Khảo sát khả năng ứng dụng của phần mềm trong việc phục vụ công tác
nghiên cứu và giảng dạy ở Bộ môn Kỹ thuật tàu thủy.
1.3.2 Phương pháp nghiên cứu
- Dựa vào cơ sở lý thuyết, tiến hành khảo sát, thống kê và phân tích một số
mẫu tàu cá lưới rê vỏ composite thuộc khu vực tỉnh Khánh Hòa.
- Nghiên cứu mô phỏng và tính toán tính năng tàu bằng phần mềm Delftship.
1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
1.4.1 Nội dung
Trên cơ sở đi thực tế, khảo sát và lấy tất cả các số liệu của các mẫu tàu cá
lưới rê vỏ composite tỉnh Khánh Hòa. Sau đó tiến hành phân tích, nghiên cứu và
đánh giá đường hình tàu cá lưới rê vỏ composite theo mẫu Khánh Hòa. Cuối cùng là
thiết kế tuyến tàu cá lưới rê vỏ composite này bằng phần mềm Delftship, rồi tính
toán tính năng của tàu trong những trường hợp tải trọng khác nhau. Xuất ra các
bảng tính, các đồ thị tính nổi và tính ổn định , sức cản của tàu dựa trên các chức
năng tính toán có trong phần mềm Delftship.
Với cách đặt vấn đề như trên, đề tài gồm các chương chính như sau :
Chương 1: Đặt Vấn đề
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Xây dựng đường hình tàu cá lưới rê

Chương 4: Tính toán tính năng tàu bằng phần mềm Delfship
Chương 5: Kết luận và đề xuất


6
1.4.2 Giới hạn đề tài
Do thời gian nghiên cứu không nhiều nên tôi chỉ thực hiện một số nội dung
sau:
- Xây dựng tuyến hình tàu cá lưới rê vỏ composite mẫu Khánh Hòa bằng
phần mềm Delftship
- Tính toán tính năng tàu bao gồm: Thủy tĩnh, ổn định, sức cản bằng phần
mềm Delftship và so sánh kết quả với phần mềm Maxsurf.


7

CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 TÍNH TOÁN TÍNH NĂNG TÀU
2.1.1 Tính toán các yếu tố tính nổi
2.1.1.1 Các yếu tố mặt đường nước
Xét một mặt đường nước của tàu có chiều dài L như hình sau:

Hình 2.1 Cách xác định các yếu tố mặt đường nước
Các công thức thức xác định các yếu tố của mặt đường nước
- Diện tích mặt đường nước S
L

L

S=2 ∫0 dS =2 ∫0 ydx

(2.1)

- Hoành độ trọng tâm diện tích mặt đường nước xf

xf =

MSoy
S

L

=

∫0 xydx
L

∫0 ydx

(2.2)

2.1.1.2 Các yếu tố mặt cắt ngang
Xét mặt cắt ngang tàu có diện tích ω trong giới hạn chiều chìm T trong mặt
phẳng yOz.


8

Hình 2.2 Cách xác định các yếu tố mặt cắt ngang

Các công thức thức xác định các yếu tố của mặt đường nước
- Diện tích mặt căt ngang ω:
T

T

ω=2 ∫0 dω =2 ∫0 ydz

(2.3)

- Cao độ trọng tâm diện tích mặt cắt ngang:
Mωoy

Zω =

ω

T

=

∫0 yzdz
T

∫0 ydz

(2.4)

2.1.1.3 Các yếu tố tính nổi
Các yếu tố tính nổi gồm thể tích chiểm nước V và tọa độ tâm nổi C (xc,yc,zc)

có thể được tính theo một trong hai cách sau:
-Tính theo diện tích mặt đường nước S
-Tính theo diện tích mặt cắt ngang ω
Các công thức thức xác định các yếu tố tính nổi:
-Tính theo diện tích mặt đường nước
T

T

V= ∫0 dV = ∫0 Sdz

xc =
Zc =

MV yoz
V
MV xoy
V

(2.5)

T

=

∫0 Sxf dz
T

∫0 Sdz

(2.6)

T

=

∫0 Szdz
T

∫0 Sdz

(2.7)

-Tính theo mặt cắt ngang
L

L

V= ∫0 dV = ∫0 ωdx

(2.8)


9

xc =

Zc =

MV yoz

V

L

=

MV xoy
V

∫0 ωxdx
L

∫0 ωdx

(2.9)

T

=

∫0 ωzdx
T

∫0 ωdx

(2.10)

- Xác định các hệ số thân tàu
α=

S
LB

; β=

ω
BT

; δ=

V
LBT

(2.11)

2.1.2 Tính toán ổn định tàu thủy
Ổn định là một đặc tính hàng hải của tàu, xác định khả năng tàu khôi phục vị
trí cân bằng ban đầu khi mômen ngoại lực thôi tác dụng và khả năng tàu chống lại
mômen ngoại lực.
2.1.2.1 Mômen hồi phục và cánh tay đòn hồi phục

Hình 2.3 Xác định mômen hồi phục và cánh tay đòn hồi phục
Công thức xác định mômen hồi phục và cánh tay đòn hồi phục
- Mômen hồi phục
Mθ = P(ycCosθ + zcSinθ – zGSinθ)

(2.12)

- Cánh tay đòn hồi phục
Lθ =ycCosθ + zcSinθ – zGSinθ = lk -ltl

(2.13)


10
Trong đó: lk – cánh tay đòn ổn định hình dáng, chỉ phụ thuộc vào tọa độ tâm
nổi
Lk = ycCosθ + zcSinθ

(2.14)

ltd – Cánh tay đòn ổn định trọng lượng, chỉ phụ thuộc vào độ cao trọng tâm
của tàu.
ltd = zGSinθ

(2.15)

2.1.2.2 Tâm nổi – đường cong tâm nổi- tâm nghiêng- đường cong tâm nghiêngchiều cao tâm ổn định

Hình 2.4 Xác định chiều cao tâm ổn định
Công thức xác định bán tâm nghiêng, chiều cao tâm ổn định
- Bán kính tâm nghiêng ngang
r=

Ix
V

(2.16)

- Bán kính tâm nghiêng dọc

R=

Iy
V

(2.17)

- Chiều cao tâm ổn định
h = r – Sinθ + ZcSinθ -ZGSinθ

(2.18)


11
2.1.2.3 Ổn định ban đầu
Ổn định ban đầu là ổn định tàu khi góc nghiêng ngang nhỏ θ ˂ 12o. Với góc
nghiêng nhỏ thì tâm ổn định M vẫn nằm trên trục đứng Oz và quỹ đạo tâm nổi là
cung tròn bán kính M, bán kính bằng bán kính tâm ổn định r = MC.

Hình 2.5 Xác định chiều cao tâm ổn định ban đầu
- Công thức xác định chiều cao tâm nghiêng ban đầu
ho = ro – (ZG –ZC) = ro – a

(2.19)

Với a = ZC - ZG
- Công thức xác định chu kỳ lắc ngang của tàu
t=

CB

(2.20)

ho

Trong đó: B là chiều rộng thiết kế của tàu
C là hệ số quán tính
2.1.2.4 Ổn định động
Ổn định động là khả năng tàu có thể chống lại tác dụng động của mômen gây
nghiêng tức là trường hợp mômen nghiêng tác dụng lên tàu động, tàu nghiêng đột
ngột và có gia tốc góc.
Công thức tính toán cánh tay đòn ổn định động
lđ =ycSinθ –zcCosθ +zG(Cosθ +1)

(2.21)


12
2.1.3 Tính toán sức cản tàu thủy
2.1.3.1 Định nghĩa
Khi chuyển động, tàu chịu tác dụng lực cản tổng hợp gồm lực cản của môi
trường nước, lực cản không khí và một số lực cản phụ do các thiết bị như chân vịt,
bánh lái… gây ra. Tổng của các lực cản nói trên theo hướng chuyển động của tàu
gọi là lực cản tàu thủy R được xác định theo công thức tổng quát:
R = Rn +Rkk + Rph

(2.22)

Trong đó: Rn – lực cản của môi trường nước
Rkk – lực cản của môi trường không khí

Rph – Các thành phần lực cản phụ
2.1.3.2 Tính toán lực cản tàu thủy
Trong các thành phần lực cản nói trên, thành phần lực cản của môi trường
nước có ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ tàu. Vì thế người ta thường quan tâm đến lực
cản của môi trường nước. Lực cản của môi trường nước đối với chuyển động của
tàu gồm các thành phần sau:
Rn = Rms +Rhd + Rss

(2.23)

Trong đó: Rms : Lực cản ma sát
Rhd : Lực cản hình dáng
Rss : Lực cản sinh sóng
Các công thức tính lực cản
- Lực cản ma sát RF
RF =CF

ρV2s
2

S

(2.24)

Trong đó Vs : Vận tốc tàu (m/s)
Ρ

: Khối lượng riêng nước biển, lấy bằng 104,5 (KGs2/m4) đối với nước

C

: Hệ số sức cản ma sát của tàu, tính theo hệ số lực cản ma sát của tấm

mặn

phẳng
- Lực cản hình dáng Rhd


13
Rhd =Cx ωo

ρV2

(2.25)

2

Trong đó: ωo : Diện tích mặt cắt ngang giữa tàu
Cx : Hệ số lực cản, có giá trị phụ thuộc số Re.
- Lực cản sinh sóng Rw
R =C

S

(2.26)

Trên đây là phần cơ sở lý thuyết về tính toán tính năng tàu thủy bằng các
công thức lý thuyết. Sau đây tôi xin trình bày về cơ sở lý thuyết tính toán tính năng
tàu thủy bằng phần mềm Delftship.

2.2 PHẦN MỀM DELFTSHIP
Delftship là phần mềm chuyên dụng trong ngành đóng tàu. Delftship sử dụng
một kỹ thuật gọi là mô hình bề mặt và hoàn toàn xác định hình dáng bên ngoài của
một con tàu. Delftship xây dựng mô hình với các bề mặt NURB (Non Uniform
Rational B splines. Một bề mặt NURB được xác định bởi các thông số: bậc, tập hợp
điểm điều khiển có trọng số, và một vector knot. Bất cứ điểm nào trên bề mặt điều
có thể được tính trực tiếp từ các điểm điều khiển thông qua sử dụng một tập hợp các
công thức tham số [11].
NURB là một mô hình thuật toán dùng để biểu diễn các đường cong và mặt
cong trên mô hình với nhiều cấp độ khác nhau. Bề mặt được hình thành bởi các đa
diện và được điều khiển bằng phần tử toán học được gọi là điểm điều khiển [11].

Điểm control

Đa diện
Mặt cong
Hình 2.6 Bề mặt cong


14
Phần mềm Delftship, tính toán tính năng tàu cũng dựa trên nguyên tắc chia
nhỏ, tính toán các phần nhỏ dựa các phương trình mô phỏng bề mặt và tổng hợp các
phần nhỏ để đưa ra kết quả. Nhưng nhờ sự quản lý các đường, bề mặt bằng các
phương trình toán học nên kết quả tính toán đưa ra có độ chính xác cao.
Ngoài ra, phần mềm Delftship có hai phương pháp tính toán sức cản cho mô
hình là Delft Series 98 và John Winters Kaper. Hai phương pháp này được xây
dựng dựa vào các kết quả thống kê, phân tích và nghiên cứu phù hợp với hai loại
tàu đó là tàu có vây ở giữa và ca nô.

15

CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG ĐƯỜNG HÌNH TÀU CÁ LƯỚI RÊ
3.1 TÀU LƯỚI RÊ VỎ COMPOSITE TỈNH KHÁNH HÒA
3.1.1 Thống kê số lượng tàu
Từ năm 1991, Trường Đại học Thủy sản (nay là Đại học Nha Trang) đã hạ
thủy chiếc tàu cá composite đầu tiên có tên VN-90. Năm 1999, tỉnh Khánh Hòa
đóng chiếc tàu cá Composite đầu tiên trong chương trình đánh bắt xa bờ [10]. Hiện
nay, nhờ sự hỗ trợ từ nghị định số 67 của chính phủ về chính sách phát triển ngành
thủy sản mà các mẫu tàu cá vỏ Composite đang được ngư dân Khánh Hòa tiên
phong lựa chọn, và tiến hành đóng mới rất nhiều, bởi giá thành vừa phải lại tiết
kiệm nhiên liệu. Toàn tỉnh đã có rất nhiều tàu đánh cá bằng vật liệu Composite.
Trong số đó có không ít tàu làm nghề lưới rê.
Phần lớn tàu thuyền có công suất lớn di chuyển ngư trường, đánh bắt mùa
vụ quanh năm. Các tàu khai thác thường đánh bắt ở ngư trường miền Trung, Hoàng
Sa, Trường Sa từ tháng 2 ÷ 8, sau đó di chuyển đến các tỉnh phía Bắc và phía Nam.
Để tính toán trọng lượng và tọa độ trọng tâm các thành phần khối lượng của
tàu ta cần phải hiểu rõ phương thức đánh bắt, đặc điểm của nghề lưới rê. Sau đây tôi
xin được trình bày về vấn đề này.
3.1.2 Khai thác thủy sản bằng lưới rê
3.1.2.1 Lưới rê
Lưới rê là loại ngư cụ hoạt động theo phương pháp bị động, lưới trôi theo
dòng chảy hoặc được thả chắn ngang đường đi của cá và một số loài thủy sản khác
(khi gặp lưới chúng mắc phải mắt lưới hoặc quấn vào lưới).
Lưới rê có thể đánh bắt được ở nhiều tầng nước khác nhau, cả gần bờ và xa
bờ. Đối tượng khai thác chính của nghề lưới rê là các loại cá, cua ghẹ, mực nang,
một số loài tôm…Tùy theo đối tượng khai thác mà cấu tạo và kích thước của lưới rê
khác nhau.