National Transport Library Research Database

Utveckling av metoder för att studera stora fartygsrörelser i vågor (Methods for large amplitude ship motions in waves)

  • Janson, Carl-Erik
  • Chalmers tekniska högskola AB, Universitet eller högskola, 556479-5598
Sponsors, duration, budget: Vinnova, Chalmers tekniska högskola AB, Lighthouse Maritime Competence Centre ; 2008-01-07 -- 2013-01-07 Registration number:
  • Vinnova
Subject(s): Abstract: Rullningsrörelser med hög amplitud har identifierats som ett problem för moderna container- och ro-rofartyg. Stora rörelser har rapporterats inte bara för mötande eller följande sjö som kan leda till parametriskt genererade rullningsrörelser, men också för varierande vinklar i sjö som inte är extrem. Det tyder på att variationen i amplitud över tid är viktig för förekomsten av rörelser med stor amplitud. Två serier vågor i samma sorts sjö kan leda till olika rörelser. En kan leda till rörelser av kritisk amplitud, medan andra inte gör det. (Projektet är upptaget som ett Lighthouseprojekt inom temaområdet Cargo Ship.). Det förväntas att ickelinjära effekter kommer att bli viktiga för de rörelser med stor amplitud som kan förekomma. En korrekt bild av skrovet och den fria ytan är därför viktig för analysen. En ickelinjär 3-dimensionell modell i tidsplanet över den fria ytan kommer därför att utvecklas. Utvecklingen kommer att baseras på en välvaliderad befintlig ickelinjär potentiell flödesmodell över fria ytor för likformigt flöde. Den befintliga modellen kommer att utvidgas för att hantera inkommande och utgående vågor. De utvecklade metoderna och verktygen kommer att användas för att designa säkrare fartyg, särskilt med avseende på uppförande i extrema vågor. Typiska områden för de numeriska modellerna utvecklade för vågor av hög amplitud är att: • värdera säkerhet och komfort för besättning och passagerare • värdera risken för missöde på grund av förlust av stabilitet • analysera rullningsrörelser an hög amplitud inklusive parametrisk rullning, och • beräkna dynamiska belastningar på skrovkonstruktionen, last och lastsäkringssystem.Abstract: Large amplitude roll motions have been identified as a problem for modern container and RoRo-ships. Large motions have been reported not only for head or following sea which may lead to parametric excited roll motion, but also for varying encounter angles in sea states that are not extreme. It is suggested that the wave amplitude variation in time is important for the occurrence of large amplitude motions. Two wave trains of the same sea state may lead to different motions. One wave train may lead to critical amplitude motions while other wave trains do not. (The project is presented as a Lighthouse relevant project in the Cargo Ship theme area.). It is expected that nonlinear effects will become important for the large amplitude motions that may occur. An accurate representation of the hull and the free-surface is therefore of importance for the analysis. A time domain nonlinear 3-dimensional free-surface model will therefore be developed. The development will be based on a well validated existing nonlinear free-surface potential flow model for steady flow. The existing model will be extended to handle incoming and outgoing waves. The developed methods and tools will be used for designing safer ships, especially regarding performance in extreme waves. Typical areas of application for the numerical methods developed for large amplitude motions are to: assess the safety and comfort for crew and passengers, assess the risk for failure due to loss of stability, analyse large amplitude roll motions including parametric roll, and compute dynamic loads on the hull structure, cargo and cargo support systems.
Item type: