Prediction of the pressure distribution on a planing craft in waves deeply affects its structural design and safe operation. In this paper, the possibility of pressure prediction for the planing craft in waves is studied. A combined method is formulated by which craft motions in waves are computed using a 2.5D method, and the impact pressure is anticipated by the equivalent wedge method. Experiments are conducted to record the vertical acceleration and pressure time trends on a model. Comparing the results of the combined method with the experiments indicates that this approach successfully predicts the heave and pitch motions and the time evolution of the acceleration and pressure. The method presents good estimations for the peaks of the acceleration and pressure. Using the combined method, a parametric study on maximum peak acceleration and pressure is also conducted for various forward velocities and wave heights. It has been shown that the combined method is a fast and reliable tool for maximum peak pressure prediction. The method may be employed for structural design and optimization.
A theoretical approach was applied to investigate the impact of nonlinear standing waves underneath a horizontal deck. A solution was achieved by applying a boundary element method. The model was applied to predict impact pressure underneath a deck. The results show that the wave impact is a very complex momentary process. The influence of initial boundary conditions, wave parameters and deck clearance on impact pressure are analysed. The analysis shows that purely sinusoidal waves of very small amplitude may cause an impact pressure several orders of magnitude higher than a pressure arising from typical applications of a linear wave theory. The analysis shows that all these non-intuitive outcomes arise from the complexity of a wave impact process and its enormous sensitivity to initial conditions what indicates serious difficulties in a reliable prediction of a wave impact for complex wave fields or other structures. Laboratory experiments were conducted to validate theoretical results.
PL
Zbadano proces uderzenia nieliniowych, stojących fal wodnych w spód poziomego pokładu. Wykorzystano podejście teoretyczne, którego rozwiązanie opiera się na Metodzie Elementów Brzegowych. Za pomocą modelu wyznaczono ciśnienia generowane uderzeniem fal wodnych. Wyniki wskazują na to, że proces jest bardzo złożony i ma charakter impulsowy. Analizowano wpływ początkowych warunków brzegowych, parametrów fali oraz wysokości zawieszenia pokładu nad powierzchnią spokoju na generowane ciśnienia. Wyniki pokazują, że nawet fale sinusoidalne, o małej amplitudzie mogą wywołać ciśnienia kilkukrotnie większe niż ciśnienia wynikające z typowych zastosowań teorii liniowej falowania. Pokazują również, że często nieintuicyjne wnioski wynikają ze złożoności procesu uderzenia fali i jego dużej czułości na początkowe warunki brzegowe. Wskazuje to na poważne trudności w wiarygodnym modelowaniu procesu uderzenia dla złożonych pól falowych oraz skomplikowanych układów geometrycznych budowli. Przeprowadzono również pomiary laboratoryjne w celu uzyskania danych do walidacji modelu numerycznego. Opracowany model zapewnia wyniki z dokładnością umożliwiającą zastosowanie go w zadaniach inżynierskich.
Evaluation of impact loads when a ship hull contacts the wave surface is one of the main issues for researchers who are going to design the structure of marine vehicles. In this paper, the results of experimental tests and numerical modeling of the distribution of pressure on different wedge-shaped models are reported and the effect of related parameters such as the deadrise angles, the weight and drop heights, is assessed. The output of analyses and the results can give appropriate approximations of the maximum impact pressures for the geometries that are similar to marine vehicle’s hull sections to estimate the hydrodynamic impact loads in different sea-states. In addition, other effective parameters such as the impact speed, acceleration and water entry process can be used for evaluating the performance of such crafts.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.