Dynamika ruchu cieczy ze swobodną powierzchnią w ocenie stateczności statku morskiego

• Autorzy: Krata P. , Jachowski J. , Wawrzyński W.

Warianty tytułu

EN

Study on dynamics of liquid sloshing in ship tanks in the context of ship stability assessment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań opisanych w artykule jest ruch cieczy w niepełnych zbiornikach okrętowych w kontekście jego wpływu na stateczność statku w stanie nieuszkodzonym. Badania nakierowane były na efekty dynamiczne występujące w zbiorniku podczas kołysania statku na fali, co jest dotychczas pomijane w procedurze oceny stateczności statku wykonywanej przez oficera ładunkowego, która wynika z zaleceń Międzynarodowej Organizacji Morskiej. W toku badań wzięto pod uwagę zarówno geometrię typowych zbiorników okrętowych jak również realistyczne charakterystyki wymuszenia ruchu zbiorników wynikającego z kołysania bocznego statku. Przeprowadzono zarówno analizę istniejących rozwiązań konstrukcyjnych statków morskich jak i badania eksperckie w zakresie stanów eksploatacyjnych statków towarowych. Zaproponowano metodę porównania dynamicznego momentu od przelewającej się w zbiorniku cieczy z momentem obliczonym na podstawie poprawki na swobodne powierzchnie cieczy. Na podstawie zweryfikowanych eksperymentalnie badań symulacyjnych wskazano na możliwość niedoszacowania wpływu swobodnych powierzchni cieczy w toku obliczeń zgodnych z zalecaną procedurą IMO.

EN

The main subject of the conducted study is liquid sloshing phenomenon taking place in partly filled ship tanks. The effects of this phenomenon influencing intact ship transverse stability are considered in terms of the heeling moment due to liquid sloshing. The research was focused on the dynamic effects playing an important role since the ship rolls on waves. The special attention was put on the stormy conditions emerging in the research in the form of high amplitudes of ship's rolling. Such dynamic effects are omitted in the contemporary procedure of ship stability assessment performed according to the IMO recommendations. The number of characteristics was taken into account in the course of the research. The rolling periods and amplitudes were established as well as tanks geometry and location in ship’s hull. Numerous ships were analyzed and the expert’s pool was conducted to estimate extreme but realistic rolling amplitudes. A method for comparison of dynamic heeling moment due to liquid sloshing and quasi-static heeling moment was proposed. An exemplary result of computation, revealing a significant underestimation of free surface effect was presented.

Słowa kluczowe

PL

stateczność dynamiczna statku; swobodne powierzchnie cieczy; zjawisko sloshingu

EN

liquid sloshing in tanks; free surface effect; dynamic stability of seagoing ships

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 98
• Strony: 331--343
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Krata P.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Nawigacyjny

autor

Jachowski J.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Nawigacyjny

autor

Wawrzyński W.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Nawigacyjny

Bibliografia

• 1. Armenio V., La Rocca M.: On the Analysis of Sloshing of Water in Rectangular Containers: Numerical Study and Experimental Validation, Ocean Engineering Vol. 23, No. 8, 1996.
• 2. FlowVision HPC Manual, Capvidia, Belgium 2010.
• 3. International Code on Intact Stability 2008, edition 2009, IMO 2009.
• 4. Kim Y., Experimental and numerical analyses of sloshing flows, Journal of Engineering Mathematics, No. 58, 2007.
• 5. Kobyliński L.K., Kastner S., Stability and Safety of Ships, Vol. I, Elsevier 2003.
• 6. Landrini M.: Strongly Nonlinear Phenomena in Ship Hydrodynamics, Journal of ship Research, Vol. 50, No. 2, June 2006.
• 7. Lieutenant G. A.: Research opportunities identified during the casualty analysis of the fishing vessel Arctic Rose, Proceedings of the 6th International Ship Stability Workshop, Webb Institute, New York, 2002.
• 8. Marine Investigation Report M04N0086 Capsizing and Lost of Life, Transportation Safety Board of Canada, Canada 2006.