Statistisk Analyse av Dimensjonerende Laster for et Fartøy: Slamming Laster
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/238635Utgivelsesdato
2013Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for marin teknikk [3472]
Sammendrag
SammendragPå grunn av klimaendringer, opptrer stormer og sykloner sjeldnere enn før. Imidlertid viser forskning at intensiteten på stormene øker. Dette føre til mer ekstreme bølgehøyder, som den maritime næringen må forholde seg til. Slamming er et fenomen som kan inntreffe med stor sannsynlighet når et fartøy opererer i høye bølger. Dermed er slamming laster viktig å inkludere når dimensjonerende laster bestemmes.I denne masteroppgaven er slamming laster på et cruise skip med en hastighet på 3,1 m/s studert. Modellforsøk på skipet er utført av CEHIPAR. Dessverre er den relative bevegelsen mellom fartøyet og den frie overflate ikke målt under forsøket. Den relative bevegelsen ble dermed beregnet ved hjelp av den innkommende bølgen og fartøyets bevegelse. Added mass problemet(Tilleggsmasse, demping, stivhet) og diffraksjonskrefter er derfor ikke inkludert i den relative bevegelsen.Fire av bølgeforholdene testet på CEHIPAR er blitt analysert i Wasim, et numerisk beregningsprogram utviklet av DNV. Tre av bølgene er regulære med kA 0,11 0,22, og 0,28. En uregelmessig sjøtilstand med HS og TeP henholdsvis lik 11,3 m og 11,4 s er også undersøkt. Overflatehevingen og fartøyets bevegelser beregnet med Wasim har blitt grundig undersøkt og sammenlignet med eksperimentelle data. Resultatene viser at Wasim er i stand til å beregne bølger med kA opp til 0,28, men fartøyets bevegelser avviker noe fra forsøket. Wasim beregner en sekundær topp i den vertikale bevegelse som ikke er tilstede i de eksperimentelle resultatene. Når added mass problemet og diffraksjonseffekter er ekskludert fra bølgen, er skips responsen mer lik de eksperimentelle verdiene. Tidsserier av trykket fra forsøkene indikerer en relativ bevegelse uten en sekundær topp.En Matlabkode basert på Similarty solution er utviklet for å beregne slamming laster som virker på cruiseskipet i de nevnte bølgeforholdene. Slamming trykket er ofte proporsjonalt med den relative støthastighet mellom skrog og den frie overflate kvadrert. Wasim kan ikke beregne denne hastigheten. Den har blitt funnet ved å tidsderivere bevegelsen. Slamming er et svært ikke-lineært fenomen som opptrer stokastisk. Dette kombinert med få tilfeller av slamming fra de eksperimentelle resultatene gjorde det vanskelig å sammenligne de numeriske verdiene med den eksperimentelle. De beregnede slamminglastene synes å overestimere trykket. Resultatene viser at når added mass problemet og diffraksjonskrefter er ekskludert øker trykket med 15-65%. Når hastighetene er funnet fra en lineær analysere i Wasim, er det maksimale slammingtrykket 30% lavere enn for den ikke-lineære analysen.Usikkerheten ved ekstreme og lite sannsynlige hendelser i løpet av en irregulær sjøtilstand er vurdert. Dette er gjort ved hjelp av en Monte Carlo simulering med relative bevegelse og hastighet som parametere. Kun ekstrem verdier er analysert, Gumbel Plot ble brukt til å presentere resultatet. Vår konklusjon er at Wasim ikke er i stand til å beregne korrekte bevegelser av fartøyet når bølger med høy stigning er vurdert. Den fanger opp noen ikke-lineære effekter men ikke alle. Når slamminglaster skal estimeres bør added mass problemet og diffraksjonskrefter inkluderes. En ikke-lineær analyse bør gjennomføres for å få mer reelle hastigheter.