Aproksymacja krzywej ramion prostujących i jej wpływ na symulacje numeryczne kołysań bocznych statku

• Autorzy: Wawrzyński W.

Warianty tytułu

EN

Effect of the righting arm curve approximation on the ships roll motion numerical simulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Statek pływający po sfalowanym morzu wykonuje ruchy, będące złożeniem przemieszczeń liniowych oraz obrotów względem każdej osi układu odniesienia związanego ze statkiem. Ruchy te opisywane są za pomocą sześciu równań różniczkowych z uwzględnieniem sprzężeń pomiędzy poszczególnymi ruchami. Z punktu widzenia bezpieczeństwa statku największą wagę przykłada się do kołysań bocznych. Podstawowymi parametrami równania kołysań bocznych są zależności opisujące: tłumienie, wymuszenie oraz sztywność układu. Każdy z tych parametrów wykazuje dużą nieliniowość i właściwa jego aplikacja ma wpływ na uzyskiwane wyniki obliczeń. Prezentowany materiał zawiera analizę parametru opisującego sztywność układu - krzywej ramion prostujących GZ. Ponieważ bezpośredni zapis krzywej ramion prostujących za pomocą zależności analitycznych nie jest możliwy, do tego celu stosuje się funkcje aproksymujące. Przedstawiony został opis metod stosowanych do aproksymacji krzywej GZ, ze szczególnym uwzględnieniem wielomianów potęgowych, jako metody stosowanej najczęściej. Przedstawiono również wpływ aproksymacji krzywej GZ na obliczenia numeryczne na przykładzie prostego modelu kołysań swobodnych statku.

EN

A ship performing in the rough sea conditions experiences complex motions, which are the outcome of the combination of linear displacements and rotations relative to each axis reference system associated with the ship. These motions are described by six differential equations that take into account the couplings between the motions. In view of the ships safety the greatest concern relates to the rolling oscillations. The rolling equation main parameters are: damping, excitation and stiffness. Each of these parameters has a high nonlinearity and its proper application has a great impact on the results obtained from the calculations. The paper presents an analysis of the parameter describing the stiffness of the system - the curve of righting arm GZ. Since the direct notation of the GZ curve using analytical formulas is not possible, it is often that approximating functions are used for this purpose. The material presented includes a description of the methods used to approximate the GZ curve, with particular emphasis on the polynomial power series, as the method used most often. It also presents the influence of the GZ curve approximation on numerical calculations on the example of a simple model of the ships roll decay test.

Słowa kluczowe

PL

stateczność statku; krzywa ramion prostujących; kołysania statku

EN

ship stability; safety of the ship; ship righting arms curve

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 1161--1170, CD1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Wawrzyński W.

• Akademia Morska w Gdyni

Bibliografia

• [1] Błocki W., Bezpieczeństwo statecznościowe statku w sytuacjach rezonansowych, Politechnika Gdańska, monografie 19, Gdańsk 2000.
• [2] Belenky V., Bassler C., Spyrou K., Development of Second Generation Intact Stability Criteria, NSWCCD-50-TR-2011/065.
• [3] Bulian Gabriele, Nonlinear parametric rolling in regular waves - a general procedure for the analytical approximation of the GZ curve and its use in time domain simulation, Ocean Engineering, 32, 2005, 309-330.
• [4] Dudziak J., Okręt na fali, Wydawnictwo Morskie Gdańsk, Gdańsk 1980.
• [5] Intact Stability Code, 2008, edition 2009, IMO 2009.
• [6] Neves M., Rodriguez C., On unstable ship motions resulting from strong non-linear coupling, Ocean Engineering, 33, 2006.
• [7] Neves M., Rodriguez C., A coupled non-linear mathematical model of parametric resonance of ships in head seas, Applied Mathematical Modelling, 33, 2009.
• [8] Spanos D., Papanikolaou A., Benchmark Study on Numerical Simulation Methods for the Prediction of Parametric Roll of Shipp in Waves, Proceedings of the 10th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles, St. Petersburg 2009.
• [9] Surdendran S., Venkata Ramana Reddy J., Numerical simulation of ship stability for dynamic environment, Ocean Engineering, 30, 2003, 1305-1317.
• [10] Tylan M., The effect of nonlinear damping and restoring in ship rolling, Ocean Engineering, 27, 2000, 921-932.
• [11] Wełnicki W., Mechanika ruchu okrętu, Politechnika Gdańska, Gdańsk 1989.