The impact of methods the stochastic analysis on swimming safety of multihull floating units. Pt 1

• Autorzy: Królicka A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ metod analizy stochastycznej na bezpieczeństwo pływania wielkokdłubowych jednostek pływających

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The presented article concerns the application of the methods of the stochastic analysis to solve differential equations for multihull catamaran-type floating unit. There was described the continuous process of Markov and the method of equations of Focker-Planck-Kolmogorov. The analysis of dynamics of the multihull unit was carried out with the assumption that the system model is the linear model with six degrees of freedom, on which there operates the irregular wave. Multihull unit with a rigid structure sails with a fixed forward speed V 0 . The equations of the catamaran motion were divided into the system of two groups not conjugated with themselves containing the mutually conjugated equations. The feedback is obtained by the linear and nonlinear coefficients of dampening and coefficients of hydrostatic elasticity. The first group includes the symmetric movements (longitudinal movements), and the second group includes the antisymmetric movements (transverse). There were written the equations of forces “ oˆ It ” excitations for symmetric and antisymmetric movements. The mathematical model of the dynamic system was described by the equations of the state for the antisymmetric movements of the catamaran, which include the transverse oscillation - sway, rolling and the so-called yawing. These equations are presented in part 2.

PL

Przedstawiony artykuł dotyczy zastosowania metod analizy stochastycznej do rozwiązania równań różniczkowych dla wielokadłubowej jednostki pływającej typu katamaran. Opisany został proces ciągły Markowa oraz metoda równań Fockera-Plancka-Kołmogorowa. Analiza dynamiki jednostki wielokadłubowej została przeprowadzona przy założeniu, że model układu jest modelem liniowym o 6 stopniach swobody, na który działa fala nieregularna. Jednostka wielokadłubowa o strukturze nieodkształcalnej pływa swobodnie ze stałą prędkością postępową Vo. Równania ruchu katamarana zostały podzielone na układ dwóch grup niesprzężonych ze sobą zawierających równania wzajemnie sprzężone. Sprzężenie otrzymujemy poprzez liniowe i nieliniowe współczynniki tłumienia i współczynniki sprężystości hydrostatycznej Do pierwszej grupy zaliczamy ruchy symetryczne ( ruchy wzdłużne), a do drugiej grupy zaliczamy ruchy antysymetryczne (poprzeczne). Zapisane zostały równania „Ito” sił wymuszających dla ruchów symetrycznych i antysymetrycznych. Model matematyczny układu dynamicznego został opisany poprzez równania stanu dla ruchów antysymetrycznych katamarana do których zaliczamy oscylację poprzeczną (sway), kołysanie (roll) oraz tzw. myszkowanie (yaw). Równia te zostały przedstawione w części 2.

Słowa kluczowe

EN

stochastic analysis; differential equations; hull of vessel

PL

analiza stochastyczna; równania różniczkowe; kadłub jednostki pływającej

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 4
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Królicka A.

• Doctoral Studies - University of Gdansk, Faculty of Oceanography and Geography

Bibliografia

• 1. Bass D.W., Haddara M.R., Roll and Sway-Roll Damping for Three Fishing Vessels, International Ship building Progress, Vol.38, No.413, pp.51-71, 1991. 597
• 2. Bellach B., Parameter estimators in linear stochastic differential equations and their properties, Random Vibrations and Reliability, Akademie -Verlag, Berlin, Proceedings of the IUTAM Symposium Frankfurt/Oder, pp.137-144, 1982.
• 3. Boccalatte C., Caprino G., Pino E., Sebastiani L., Sea-Keeping Assesment of Catamarans through Numerical and Experimental Methods, Proc. International Symposium on High Speed Vessels for Transport and Defence, Naples, Italy, 37 pp. April 1995.
• 4. Brown D.T., Estimation of vessel stability at sea using roll motion records, Trans. Royal Institution of Naval Architects, Vol.132, pp.99-115, 1997.
• 5. Doctors L.J., Scrace R.J., Unsteady Influences on the damping from appendages of a trimaran during rolling motion, Proc. International Conference on High-Speed Craft: Technology and Operation, Royal Institution of Naval Architects, London, England, pp.57-64, November 2004.
• 6. Doctors L.J., Scrace R.J., Hydrodynamic Interactions between the subhulls of a trimaran during rolling motion, Proc. International Conference on Design and Operation of Trimaran Ships, Royal Institution of Naval Architects, London, England, pp.31-39, April 2004.
• 7. Druet C., Dynamika morza (Dynamics of sea), Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk 2000.
• 8. Dudziak J., Teoria okrętu (Ship theory), Fundacja Promocji Przemysłu Okrętowego i Gospodarki Morskiej, Gdańsk 2008.
• 9. Faltinsen O., Zhao R., Numerical predictions of ship motions at high forward speed, Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A, Vol.334, No.1634, pp. 241-252, February 1991.
• 10. Francescutto A., Cardo A., Dynamic stability and roll motion modelling of multihulls, Proc. Sixth International Conference on Fast Sea Transportation, Southampton, England, Vol.1, pp.263-270, September 2001.
• 11. Guedes S., Fonseca N., Santos P., Maron A., Model tests of the motions of a catamaran hull in waves, Proc. International Conference on Hydrodynamics of High-Speed Craft, Royal Institution of Naval Architects, London, pp.1-10, November 1999.
• 12. Hermundstad O.A., Aarsnes J.V., Moan T., Linear Hydroelastic Analysis of High Speed Catamarans and Monohulls, J. Ship Research, Vol.43, No.1, pp.48-63, 1999.
• 13. Hudson D., Molland A., Price W.G., Temarel P., Seakeeping performance of high speed catamaran vessels in head and oblique waves, Proc. Sixth International Conference on Fast Sampton, Transportation, Southampton, England, Vol.1, pp.247-257, September 2001.
• 14. Królicka A., Multihull vessel excitations in stochastic formulation, Polish Maritime Research, University of Technology, Faculty of Ocean Engineering & Ship Technology, No 4, Vol 15, Gdańsk 2008.
• 15. Królicka A., Application of wave spectra to mathematical model of multihull vessel, Marine Technology Transactions, Vol.20-pp.29-45, Gdańsk 2010.
• 16. Molland A.F., Wellicome J.F., Temarel P., Cic J., Taunton D.J., Experimental investigation of the seakeeping characteristics of fast displacement catamarans in head and oblique seas, Trans, Royal Institution of Naval Architects, Vol.143, pp.79-97, 2001.
• 17. Plucińska A., Pluciński E., Probabilistyka, Rachunek prawdopodobieństwa, Statystyka matematyczna, Procesy stochastyczne, (Probability, Calculus of probability, Statistics of mathematical, Stochastic processes), Wyd. Naukowo-Techniczne, Warszawa 2006.
• 18. Sobczyk K., Stochastyczne równania różniczkowe (Stochastic differential equations), Warszawa 1996.
• 19. Spouge J.R., A technique for estimating the accuracy of experimental roll damping measurements, International Shipbuilding Progress, Vol.39, No. 419, pp.247-265, September 1992.
• 20. Thomson G., Doctors L.J., Couser P., Hackett M., Catamaran motions in beam and oblique seas, Proc. Ninth International Conference on Fast Sea Transportation, pp.426-433, Shanghai, China, September 2007. 598
• 21. Thomson G., Lilienthal T., Magnuson T., Davis M., Holloway D., Doctors L.J., Couser P., Motions of catamarans in oblique seas at speed, Trans Rina, Vol.151, Part A2, Intl J Maritime Eng, Apr-Jun 2009.
• 22. Wentzell A.D., Wykłady z teorii procesów stochastycznych (Theory lectures from stochastic processes), 383pp., PWN Warszawa 1980.