Нелинеарно ваљање брода под дејством ветра и таласа
| Autor: | Bačkalov, Igor |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Hofman, Milan, Radojčić, Dejan, Motok, Milorad, Čolić, Vladeta, Radmilović, Zoran |
| Jazyk: | srbština |
| Rok vydání: | 2010 |
| Předmět: |
пробабилистички прописи
risk-based design речни контејнерски брод nonlinear rolling of ships gusting wind safety assessment prescriptive regulations поморске несреће probabilistic analysis пројектовање на основу ризика inland container vessel ship stability marine accidents стабилитет брода пробабилистичка анализа хаотични ветар нелинеарно ваљање брода детерминистички прописи процена сигурности probabilistic regulations |
| Zdroj: | Универзитет у Београду |
| Popis: | Прорачун ваљања брода на узбурканом мору представља један од најзначајнијих проблема динамике брода. Уобичајено је да се проблем решава линеарном једначином ваљања брода на таласима, при чему се утицај ветра занемарује, а добијена решења важе само за мале углове накретања. Насупрот томе, истраживање представљено у овом раду заснива се на нелинеарним диференцијалним једначинама кретања брода изложеног стохастичком дејству нерегуларних бочних таласа и удара бочног ветра које симулирају понашање брода у реалној бочној олуји. Статистичком анализом закона ваљања одређује се вероватноћа губитка стабилитета брода: превртања, великих углова накретања или наплављивања кроз незаштићене отворе. Овај поступак назван је пробабилистичка анализа сигурности брода у олуји. У раду су представљени математички модели са једним и са два степена слободе: независне нелинеарне једначине ваљања и спрегнуте нелинеарне независне једначине ваљања и заношења морских бродова изложених дејству променљивог бочног ветра и нерегуларних таласа и речних бродова под дејством променљивог бочног ветра. Сваки модел садржи више извора нелинеарности: момент стабилитета апроксимиран полиномом високог степена, нелинеарно пригушење кретања, момент ветра. Посебна пажња поклоњена је исправном моделовању хаотичног, ударног ветра. Пробабилистичка анализа може се користити у разноврсним проблемима сигурности брода. Развој нових прописа о стабилитету брода једна је од области у којима овај приступ налази примену. У раду је представљен концепт могућих пробабилистичких прописа о стабилитету морских и речних бродова. Пробабилистички поступак примењен је и у истраживању узрока поморских несрећа (несрећа брода Кугар Ејс, из 2006. године). Примена пробабилистичке анализе у поступку пројектовања на основу ризика омогућава увођење иновативних техничких решења насталих у циљу повећане ефикасности и сигурности. Дефиниције опсега прихватљивих метацентарских висина и оптималне метацентарске висине морских бродова представљају вероватно најзначајнији допринос рада пројектовању на основу ризика. Осим тога, резултати анализе сигурности бродова унутрашње пловидбе, добијени пробабилистичким поступком, искоришћени су како би се добиле неке смернице за пројектовање речних контејнерских бродова. Rolling of ships in severe weather is one of the most important problems of ship dynamics, which is typically solved by using a linear differential equation of rolling; the influence of wind is neglected and the obtained solutions are valid for small roll angles only. However, the research presented in this thesis makes use of a very dissimilar approach, based on dynamics of a ship subjected to stochastic action of irregular beam waves and gusting beam wind. Acquired time history is statistically analyzed in order to assess the probability of a ship stability failure: capsize, large amplitude rolling or flooding through unsecured openings. This approach is denoted as the probabilistic analysis of ship safety. The thesis introduces following mathematical models, developed in the course of the research: nonlinear differential equations of roll and coupled nonlinear differential equations of sway and roll of seagoing ships exposed to beam waves and wind gusts and inland vessels subjected to gusting wind. Probabilistic analysis may be used in a variety of ship safety problems. The thesis introduces concepts of possible future probabilistic ship stability regulations, both for the seagoing and inland vessels. The thesis also proposes options for the improvement of the present stability regulations for inland container vessels. The probabilistic approach was used to conduct analysis of one of the most significant maritime accidents in 2006, the car carrier Cougar Ace case. The application of the probabilistic analysis in the risk-based ship design emerges as a promising technique for introduction of innovative solutions that may provide increased efficiency and safety. Probably the most significant contribution of the thesis to the field of risk-based design is the definition of the range of acceptable metacentric heights of seagoing ships. Additionally, the probabilistic analysis was used to develop some guidelines for design of inland container vessels. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|