Wpływ nieliniowości krzywej ramion prostujących na okres kołysań własnych statku

• Autorzy: Wawrzyński W.

Warianty tytułu

EN

On effect of the righting arm curve nonlinearity on the ships natural roll period

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Z punktu widzenia bezpieczeństwa statku największą wagę przykłada się do kołysań bocznych, gdzie sytuacje niebezpieczne, w których może dojść do osiągania dużych kątów przechyłu lub przewrócenia statku, dzieli się na rezonansowe oraz nierezonansowe. Podatność statku na wystąpienie sytuacji rezonansowych, w danych warunkach falowania, uzależniona jest głównie od aktualnej częstości (okresu) kołysań własnych. Dobra znajomość tego parametru jest niezbędna do bezpiecznej eksploatacji jak i do prognozowania zachowania się statku w warunkach sfalowanego morza. Parametrami równania kołysań bocznych są: bezwładność, tłumienie, wymuszenie oraz sztywność układu. Każdy z tych parametrów wykazuje nieliniowość i właściwa jego aplikacja ma wpływ na uzyskiwane wyniki obliczeń. Materiał zawiera analizę parametru sztywności układu - krzywej ramion prostujących GZ, w aspekcie jego wpływu na okres kołysań własnych statku. Opisane zostały metody aproksymacji tego parametru. Przedstawiono również porównanie okresów kołysań własnych statku wyznaczonych podczas symulacji numerycznych do okresów ustalanych według zależności stosowanej w przepisach kodeksu stateczności statku w stanie nieuszkodzonym (ISC), stanowiącego część Konwencji SOLAS.

EN

A ship in the rough sea conditions experiences complex motions. Taking the ships safety into consideration the greatest concern relates to the rolling oscillations. Dangerous conditions leading to the extreme roll amplitude or capsizing of a ship, can be divided into non-resonant and resonant. Susceptibility of the ship to resonance occurrence, in the given wave conditions, depends mainly on the ships natural roll period. This is why the knowledge of the correct value of the ships natural roll is required in order to ensure a ships safe navigation, as it is crucial to the proper predictions of a ships motions in the rough sea conditions. The ships 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 calculations results. The paper presents an analysis of the stiffness parameter - GZ curve, in the aspect of the impact of its nonlinearity on the ships natural roll period. The GZ curve approximation methods are described. The comparison between the ships natural roll period determined using the numerical simulations and the one calculated in accordance with the procedure recommended in the Intact Stability Code (ISC) is presented too.

Słowa kluczowe

PL

stateczność statku; krzywa ramion prostujących; okres kołysań statku

EN

ship stability; ship righting arms curve; ship natural roll period

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 109
• Strony: 83--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wawrzyński W.

• Akademia Morska w Gdyni, Wydział Nawigacyjny

Bibliografia

• 1. Błocki W.: Bezpieczeństwo statecznościowe statku w sytuacjach, Politechnika Gdańska, monografie 19, Gdańsk 2000.
• 2. Belenky V., Bassler C., Spyrou K.: Development of Second Generation Intact Stability, 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, 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. Krata P.: Ewaluacja próby kołysań bocznych jako metody wyznaczania wysokości metacentrycznej statku, Logistyka 4/2010.
• 7. Kruger S., Kluwe F.: A simplified method for the estimation of the natural roll frequency of ships in heavy weather, Technical University Hamburg, 2008.
• 8. Neves. M., Rodriguez C.: On unstable ship motions resulting from strong non-linear coupling, Ocean Engineering, 33, 2006.
• 9. Neves. M., Rodriguez C.: A coupled non-linear mathematical model of parametric resonance of ships in head seas, Applied Mathematical Modelling, 33, 2009.
• 10. 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.
• 11. Surdendran S., Venkata Ramana Reddy J.: Numerical simulation of ship stability for dynamic environment, Ocean Engineering, 30, 2003, 1305-1317,
• 12. Tylan M.: The effect of nonlinear damping and restoring in ship rolling, Ocean Engineering, 27, 2000, 921-932.
• 13. Umeda N.: Current status of Second Generation Intact Stability Criteria Development and Some Recent Efforts, Proceedings of the 13th International Ship Stability Workshop, Brest, 2013.
• 14. Wawrzyński W.: Wykorzystanie równania Mathieu do analizy rezonansu parametrycznego kołysań statku, Logistyka 4/2015, CD 2.
• 15. Wawrzyński W.: Badanie granicy wystąpienia rezonansu parametrycznego kołysań bocznych statku w oparciu o równanie Mathieu, Logistyka 4/2015, CD 1.
• 16. Wawrzyński W.: Aproksymacja krzywej ramion prostujących i jej wpływ na symulacje numeryczne kołysań bocznych statku, Logistyka 4/2015, CD 1.
• 17. Wełnicki W.: Mechanika ruchu okrętu, Politechnika Gdańska, Gdańsk 1989.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.