Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG II: CHÒNG CHÀNH TÀU THỦY VÀ HIỆN TƯỢNG SAY SÓNG

CHƯƠNG II: CHÒNG CHÀNH TÀU THỦY VÀ HIỆN TƯỢNG SAY SÓNG

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hình 2.1. Các dạng chòng chành của tàu

Trong mỗi một chòng chành này sẽ khơng xuất hiện lực và mơ men hồi

phục.

Mỗi mội loại chòng chành có thể quan sát được một cách riêng biệt hoặc

trong sự phối hợp đồng thời giữa các loại chòng chành khách nhau. Sự phối hợp

giữa chòng chành ngang – nằm ngang, chòn chành mạn và chòng chành đảo lái

được gọi là chòng chành ngang; còn giữa chòng chành dọc – nằm ngang, chòng

chành thẳng đứng và chòng chành sống chính gọi là chòng chành dọc.[Chòng

chành tàu thủy – Ths.Nguyễn Văn Võ]

Chòng chành tàu là iện các hiện tượng có hại đến chính bản thân nó và xuất

hiện các hậu quả khác làm xấu đi điều kiện sống của con người trên đó. Hiện

nay đối với các tàu vận tải biển, chòng chành mạn được cho là chấp nhận được,

nếu biên độ không vượt quá 20 o, chu kì lớn hơn 10s, còn gia tốc dài tổng cộng ở

bất kì điểm nào trên tàu khơng vượt quá 0,2g. đối với tàu khách giá trị này giảm

khoảng 2 lần.

Theo [12], số liệu được ghi lại từ việc thử nghiệm trên phà trọng tải 4000

tấn trong chu kì 100s. Các giá trị gia tốc được thể hiện theo hình dưới đây:



10



Hình 2.2. Kết quả giá trị gia tốc tương ứng với 6 dạng chòng chành của

tàu



11



Hình 2.3. Mật độ phổ năng lượng của gia tốc cho 6 dạng chòng chành

của tàu: tần số 0,01Hz trong thời gian 4 giờ

Từ hình 2.2, và hình 2.3 ta có thể thấy chòng chảnh thẳng đứng và chòng

chành sống chính có dạng đồ thị tương đối giống nhau ứng với giá trị gia tốc lớn

nhất trong số 6 loại hình chòng chành.

2.2. Ảnh hưởng của chòng chành tàu thủy tới cơ thể con người.

Thực tế cho thấy, hiếm khi tàu hành hải trong điều hiện sóng yên biển lặng.

Tàu thường xuyên chịu ảnh hưởng của sóng gió dẫn tới tàu bị chòng chành, kéo

theo sự xuất hiện của gia tốc. Gia tốc trên tàu, điển hình là gia tốc thẳng đứng

tác động lên cơ thể con người và gây nên hiện tượng say sóng.

Hiện tượng say sóng do chòng chành của tàu (motion sickness) là thuật ngữ

dùng để chỉ hiện tượng do sự mất cân bằng giữa việc tiếp nhận chuyển động

thực tế, tín hiệu mắt thu được và tai trong gây ra khả năng buồn nôn cho thuyền

viên, hành khách trên tàu hay các phương tiện khác như ô tô, máy bay, trong mơi

trường khơng trọng lượng hay thậm chí ở trong thang máy [1]. Nguy hiểm hơn

12



nữa, nó có thể khiến cho hành khách hay thuyền viên phải nhập viện để điều trị.

Con người khi ở dưới boong chính thường dễ bị say sóng hơn, khi mà mắt

khơng tiếp nhận được sự thay đổi của môi trường và chuyển động xung quanh.

Hiện tượng say sóng xảy ra phụ thuộc vào giới tính và độ tuổi, một người

có thể bị say sóng 1 lần hoặc nhiều lần trong cuộc đời của họ [1]:

− Nữ giới dễ bị say sóng hơn nam giới với tỉ lệ là 1,7-1 (Benson 1999, Lawther &

Griffin 1985). Sự chênh lệch này là do tính nhạy cảm ở phụ nữ cao hơn và có sự

khác biệt về giải phẫu (Reason & Brand 1975)

− Trẻ em có khả năng chịu đựng cao nhất đối với hiện tượng say sóng, đặc biệt

hiếm khi xảy ra với trường hợp trẻ trên dưới hai tuổi. Tính nhạy cảm cao nhất ở

độ tuổi từ 2 đến 12. Khả năng chịu đựng tăng dần trong suốt cuộc đời của họ

(Benson 1999, Lawther & Griffin 1985, Wertheim 1998a). Benson (1999) chỉ ra

người già dễ bị say sóng, thực nghiệm cho thấy 22% những người bị say sóng

trên kênh Island Ferry (English Channel) ở độ tuổi trên 59.

− Thiếu ngủ sẽ làm tăng sự xuất hiện của hiện tượng say sóng vì nó ảnh hưởng tới

tiền đình của con người. Trong quá trình hành hải, đảm bảo cho thuyền viên có

giấc ngủ yên tĩnh gặp nhiều khó khăn (Dowd 1974).

Để đánh giá hiện tượng say sóng của thuyền viên và hành khách trên

tàu, ta sử dụng chỉ số say sóng MSI. Chỉ số đưa ra phần trăm số người bị say

sóng trên tổng số thuyền viên và hành khách trên tàu. Chỉ số này phụ thuộc vào

vị trí trên tàu và gia tốc thẳng đứng tại các vị trí đó.



13



14



Hình 2.4. Mối quan hệ giữa chỉ số say sóng MSI (phần trăm số người

say sóng trong 2 giờ thử nghiệm) với tần số sóng và gia tốc thẳng đứng



15



CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH CHỈ SỐ SAY SÓNG



TRONG GIAI ĐOẠN THIẾT KẾ BAN ĐẦU.

Vấn đề say sóng gây ra bởi chòng chành của tàu được phân tích qua 3 giai

đoạn (hình 3.1). Mỗi giai đoạn đưa ra một mơ hình: mơ hình thứ 1 nói về sự kích

thích của sóng, tiếp theo đề cập tới sự phản ứng lại của tàu (chòng chành tàu), và

cuối cùng đó là hiệu ứng say sóng.



Hình 3.1. Các giai đoạn gây nên hiện tượng say sóng

Phản ứng chòng chành của tàu được xem xét bởi sự kích thích của sóng và

một số các thơng số chính của tàu. Thơng thường, phương pháp đơn giản để xác

định chòng chành của tàu đó là lý thuyết mảnh được ứng dụng trong giai đoạn

thiết kế ban đầu, trong khi ở giai đoạn thiết kế sau, chòng chành của tàu được

xác định bởi những tính tốn phức tạp hơn hoặc sử dụng phương pháp thử mơ

hình. Tiêu chuẩn ISO 2631-1:1997 (ISO, 1997) giới thiệu chỉ số say sóng (MSI),

chỉ số này có thể xác định từ chòng chành tàu thủy. Chỉ số MSI có thể được sử

dụng để đánh giá phần trăm số người có thể bị nơn trong điều kiện trạng thái

biển xác định trên con tàu được thiết kế đó.

Để nắm bắt được vấn đề về hiện tượng say sóng, cần tiến hành nghiên cứu

từng giai đoạn thông qua các mơ hình tốn học dưới đây.

3.1. Mơ tả điều kiện biển

Sóng là dao động của bề mặt tự do dưới tác dụng của trọng lực, đối với vị

trí cân bằng.

Các yếu tố cơ bản đặc trưng cho chuyển động sóng của chất lỏng là:

16



− Profile sóng: giao tuyến của mặt sóng với mặt phẳng thẳng đứng ở hướng truyền

sóng; sóng nằm cao hơn vết nước tĩnh, bụng sóng: phần dưới vết này; điểm cao

nhất của ngọn sóng là đỉnh sóng. Còn điểm thấp nhất của bụng sóng gọi là đáy

sóng;

− Biên độ sóng: khoảng cách thẳng đứng từ đỉnh sóng hoặc đáy sóng đến vết nước

tĩnh;

− Chiều cao sóng (H): độ nâng cao của đỉnh sóng so với đáy sóng liền kề

− Chiều dài sóng (λ): khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng hoặc đáy sóng

kề nhau đo theo hướng truyền sóng;

− Chiều dài ngọn sóng: khoảng cách nằm ngang giữa hai đỉnh sóng kề nhau, đo

theo phương vuộng góc với hướng truyền sóng, khái niệm này chỉ được sử dụng

khi mơ tả sóng gió thực ba chiều

− Lườn sóng (α) (α0 = max α): góc giữa tiếp tuyến với profile sóng và mặt phẳng

nằm ngang

− Chu kỳ sóng (T): khoảng thời gian hai đỉnh sóng (hoặc đáy sóng) kề nhau đi qua

một điểm cố định trong không gian

− Tần số tròn của sóng: số dao động tồn phần, đi qua một điểm cố định trong

không gian sau khoảng thời gian 2pi giây;

− Tốc độ truyền sóng hoặc pha tốc độ: tốc độ dịch chuyển của đỉnh sóng

− Độ dốc của sóng: tỷ số giữa chiều cao và chiều dài của nó



Hình 3.2. Profile sóng điều hòa

17



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG II: CHÒNG CHÀNH TÀU THỦY VÀ HIỆN TƯỢNG SAY SÓNG

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×