Knowledge base: Warsaw University of Technology

Back

Modelling of motion of a sailing yacht

Bartosz Gazda

Abstract

Following work is an attempt to build a mathematical model of a sailing yacht and its implementation in a programming language. The first part provides an overview of existing models and various approaches to yacht movement modeling. It begins with a description of initial attempts of yacht performance estimation based on its geometrical parameters. Then it continues with a modern yacht model classification and different types of loads due to its nature and its place of application. Then an engineering models of forces of various yacht parts were presented. Review is focused on loads from the sail. The next part presents a final yacht model along with a different kinds of loads build for the purposes of this thesis. Following model contains six degrees of freedom. On the basis of presented mathematic model the program allowing to determine the set of motion parameters was developed. In the next section the method of calculating the steady motion parameters was presented. This method was implemented as a separate application module. Presented model solves the equations of motion for given yacht parameters, input and environment variables, which allows to perform calculations for any type of boat if they only have information about the required coefficients. Last part is a description of application results for the YD-40 yacht type. Due to the lack of some required information, few of the coefficients were determined and some of them were established by analyzing the determined motion. The results of the program were presented and analyzed in the paper. The results from both steady and 6DOF motion analysis give satisfactory results. Parameters of motion obtained from program are close to the real motion parameters of sailing yacht.
Record ID
WUTce8d05466ea049878367e9bdb3965e7c
Diploma type
Master of Science
Author
Bartosz Gazda (FPAE) Bartosz Gazda,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Modelowanie ruchu jachtu żaglowego
Supervisor
Janusz Narkiewicz (FPAE/IAAM) Janusz Narkiewicz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
26-06-2012
Issue date (year)
2012
Pages
125
Internal identifier
MEL; PD-1922
Reviewers
Janusz Narkiewicz (FPAE/IAAM) Janusz Narkiewicz,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Jacek Szumbarski (FPAE/IAAM) Jacek Szumbarski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
jacht żaglowy, modelowanie ruchu, mechanika
Abstract in Polish
Niniejsza praca stanowi próbę budowy modelu matematycznego jachtu żaglowego oraz jego implementacji w języku programowania. W pierwszej części przedstawiono przegląd istniejących modeli oraz różne metody podejścia do modelowania ruchu jachtu żaglowego. Część ta rozpoczyna się opisem pierwszych prób szacowania osiągów jachtu na podstawie jego parametrów geometrycznych. Następnie przedstawiono klasyfikację modeli oraz podział obciążeń jachtu ze względu na rodzaj oraz miejsce przyłożenia. Następnie przedstawiono modele inżynierskie obciążeń poszczególnych podzespołów jachtu żaglowego. W przeglądzie skupiono się na modelowaniu obciążeń jachtu pochodzących od ożaglowania. Kolejna część prezentuje równania ruchu jachtu wraz modelami poszczególnych obciążeń opracowane na potrzeby niniejszej pracy. Prezentowany model jest modelem ruchu o sześciu stopniach swobody. Na podstawie matematycznego opisu prezentowanego w pracy powstał program w języku C++ pozwalający na wyznaczanie parametrów ruchu jachtu żaglowego. W dalszej części przedstawiono metodę wyznaczania parametrów ruchu ustalonego. Metoda ta została zaimplementowana w kodzie jako osobny moduł programu. Prezentowany model rozwiązuje równania ruchu dla zadanych parametrów jachtu oraz zmiennych sterowania i środowiska dzięki czemu możliwe jest przeprowadzanie obliczeń dla dowolnego jachtu pod warunkiem posiadania informacji o odpowiednich współczynnikach. Ostatnia część pracy stanowi analizę wyników pracy programu dla jachtu YD-40. Z racji na brak wymaganych dla poprawnego działania programu informacji dotyczących jachtu, część współczynników została założona a część wyznaczona dzięki analizie ruchu ustalonego. Wyniki działania programu zostały przedstawione w pracy i poddane analizie. Prezentowane wyniki, zarówno z analizy ruchu ustalonego jak i ruchu 6DOF dają zadowalające wartości. Otrzymane parametry ruchu są zbliżone do rzeczywistych parametrów ruchu jachtu żaglowego.
File
• File: 1
Modelowanie_ruchu_jachtu_zaglowego.docx
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUTce8d05466ea049878367e9bdb3965e7c/
URN
urn:pw-repo:WUTce8d05466ea049878367e9bdb3965e7c

Confirmation
Are you sure?