NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DÁNG TÀU CHỞ CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SÔNG BIỂN VIỆT NAM
Kỹ thuật cơ khí động lực (Mã số ngành: 9520116)
Luận án "NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HÌNH DÁNG TÀU CHỞ CONTAINER PHÙ HỢP TUYẾN LUỒNG SÔNG BIỂN VIỆT NAM" của NCS. Nguyễn Thị Ngọc Hoa, ngành Kỹ thuật cơ khí động lực, tập trung vào việc tối ưu hóa hình dáng tàu container hoạt động trên các tuyến luồng sông biển Việt Nam. Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ thực trạng vận tải thủy ven biển chiếm hơn 60 triệu tấn/năm vào năm 2019, nhưng công tác thiết kế tàu sông biển (SB), đặc biệt là tàu container, còn thiếu sự tối ưu về hình dáng thân tàu, dẫn đến chưa có mẫu chuẩn phù hợp với điều kiện tuyến luồng Việt Nam. Mục tiêu chính là nghiên cứu đề xuất mô hình toán cải tiến hình dáng tàu container trong giai đoạn thiết kế sơ bộ nhằm giảm lực cản, đồng thời tuân thủ các điều kiện ràng buộc về tuyến luồng sông biển.
Luận án đã phát triển và áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết thiết kế, kết hợp các công cụ tính toán số. Cụ thể, nghiên cứu sử dụng giải thuật tối ưu di truyền (GA) để đề xuất các hệ số hình dáng và hoành độ tâm nổi (LCB) phù hợp cho tàu container dưới 5000 tấn, có xét đến ảnh hưởng của độ sâu tuyến luồng sông biển. Hàm mục tiêu sức cản được xây dựng dựa trên phương pháp Holtrop bán thực nghiệm, tích hợp tích phân số để cải thiện độ chính xác. Đồng thời, luận án đã xây dựng thành công mô hình toán hình dáng tàu sau tối ưu dưới dạng hàm Non-Uniform B-spline (NUBS), giải quyết vấn đề mất liên tục và đảm bảo tính trơn toàn cục của đường cong diện tích sườn (SAC) sau hiệu chỉnh Lackenby.
Kết quả nghiên cứu cho thấy, tại vận tốc thiết kế 10 hải lý/giờ (tương ứng Fn 0.2), hệ số sức cản toàn tàu giảm 5.53% so với tàu mẫu. Điều này chứng tỏ hiệu quả của giải thuật tối ưu di truyền và mô hình toán NUBS trong việc giảm sức cản, góp phần tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường. Các đóng góp mới của luận án bao gồm việc tổng hợp phương pháp tính toán lực cản tin cậy, xây dựng thuật giải GA và mô hình toán NUBS hiệu quả, cùng với chương trình tính toán có khả năng thương mại hóa. Luận án cung cấp cơ sở để hỗ trợ các đơn vị tư vấn thiết kế xây dựng và lựa chọn phương án hình dáng tàu container phù hợp với điều kiện tuyến luồng Việt Nam.