Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza podatności statku na zjawisko rezonansu parametrycznego kołysań bocznych

Wawrzyński W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2016

|

z. 110

85--106

PL

Zjawisko kołysań parametrycznych opisane zostałojuż w połowie XX wieku, przy czym początkowo uznawane było,jako zagrożenie bezpieczeństwa statków małych. Podejście do zagadnienia uległo zmianie, gdy w 1998 roku w wyniku kołysań parametrycznych kontenerowca klasy post-Panamax, doszło do utraty 400 kontenerów a kolejnych 400 uległo zniszczeniu. Artykuł przedstawia opis zjawiska rezonansu parametrycznego kołysań bocznych oraz modeli matematycznych stosowanych do jego analizy ze szczególnym uwzględnieniem równania Mathieu, którejest podstawowym narzędziem wykorzystywanym do wyznaczania warunków wystąpienia kołysań parametrycznych. Głównym elementem artykułu są wyniki symulacji numerycznych wykonanych przy wykorzystaniu równania Mathieu obrazujące wzrost kołysań parametrycznych w funkcji czasu w tzw. obszarach niestabilności jak i możliwość wystąpienia kołysań parametrycznych w obszarach stabilnych. W oparciu o literaturę oraz wyniki obliczeń własnych określone zostały rozszerzone warunki wystąpienia i rozwoju kołysań parametrycznych statku. Przedstawiono również stan bieżący, proponowanych przez IMO, kryteriów oceny podatności statku na wystąpienie rezonansu parametrycznego kołysań bocznych.

EN

The parametric roll resonance is a phenomenon, which has already been described in the mid-twentieth century. However initially it was only considered as a threat to the stability of small ships. The approach to the issue changed after the year 1998, when on board of a post-Panamax containership, 400 containers were lost and additional 400 were devastated due to parametric roll. The paper presents a description of the phenomenon and the mathematical models used in its analysis with particular emphasis put on the Mathieu equation. Nowadays the Mathieu equation is a key instrument used in the process of determining the conditions of the parametric roll resonance onset, since it allows to define the criteria of the ships vulnerability for the parametric rolling. The main goal of the paper is presentation of the results of the numerical simulations performed by employing the Mathieu equation and showing the parametric roll increase in time for a ship in a resonance area. It is also shown that parametric rolling can occur outside the resonance area. The extended conditions for the parametric rolling onset and increasing are defined based on literature and own calculations. The paper also presents the current state of the vulnerability criteria for the parametric rolling failure mode proposed by the IMO.

2

Procedura obliczeń dla zjawiska rezonansu parametrycznego kołysań bocznych statku w kryteriach statecznościowych drugiej generacji

Chorab P.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

79--84

PL

W artykule omówiona została procedura obliczeń dla wystąpienia zjawiska rezonansu parametrycznego kołysań bocznych w kryteriach statecznościowych drugiej generacji. Zjawisko rezonansu parametrycznego kołysań bocznych statku jest zjawiskiem znacząco wpływającym na poziom bezpieczeństwa statecznościowego, przy wystąpieniu szczególnych parametrów ruch statku i falowania morskiego. Ze względu na trwające prace na kryteriami statecznościowymi drugiej generacji, zjawisko to zostało uwzględnione w projekcie nowych kryteriów jako jeden z tak zwanych defektów statecznościowych. W pracy przedstawiono kolejne etapy obliczeń na poziomie pierwszym i drugim procedury celem określenia podatności statku na wystąpienia badanego defektu statecznościowego. Omówiono kolejność obliczeń, zakres potrzebnych danych wejściowych oraz interpretację otrzymanych wyników.

EN

The article discussed the procedure for the calculation of parametric rolling failure mode in the second generation criteria. The phenomenon of parametric rolling of the ship is significantly affects the level of ship stability safety, occurrence in specific parameters of ship movement and sea waves. Due to the present work on second generation stability criteria, phenomenon it has been included in the draft new criteria as one of the so-called failure mode. The paper presents the stages of the calculation in the first and second levels in order to determine the vulnerability of a ship on this failure mode. Discussed the order of evaluation, the scope of the necessary input data and interpretation of results.

3

Wykorzystanie równania Mathieu do analizy rezonansu parametrycznego kołysań statku

Wawrzyński W.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

6503--6512, CD 2

PL

Rezonans parametryczny kołysań jest zjawiskiem będącym dużym zagrożeniem dla bezpieczeństwa statku, ładunku jak i załogi. Może doprowadzić do uzyskania przez statek kątów przechyłu przekraczających 40°. Statkami najbardziej narażonymi na to zjawisko są nowoczesne kontenerowce. Problem został zauważony w 1998 roku, gdy na kontenerowcu klasy post-Panamax, w wyniku kołysań parametrycznych, doszło do utraty 400 kontenerów a kolejnych czterysta uległo zniszczeniu. Bezpośrednią przyczyną kołysań parametrycznych są okresowe zmiany momentu prostującego statek przy falowaniu o znacznej wysokości z sektora dziobowego oraz rufowego. Analizy rezonansu kołysań parametrycznych przeprowadzane są najczęściej dla modelu kołysań opartego na jednym lub trzech stopniach swobody. Wnioski ogólne pozwala jednak uzyskać zastosowanie modelu dla jednego stopnia swobody, gdzie równanie kołysań statku sprowadzane jest do postaci równania Mathieu. Artykuł przedstawia metodykę zastosowania równania Mathieu do opisu kołysań parametrycznych oraz wnioski ogólne, jakie można przy jego zastosowaniu uzyskać.

EN

Parametric roll resonance is phenomenon, which poses a great threat for the ship, its cargo as well as the crew safety. It can lead the ship to reach significant roll motions with amplitude exceeding 40 degrees. The ships that are most vulnerable to this phenomenon are modern containerships. The problem was first identified in 1998, when on board of a post-Panamax containership 400 containers were lost and additional 400 were devastated due to parametric roll. The direct reason for the occurrence of parametric roll are periodic variations in the ship transverse stability due to changes in the underwater hull geometry in the presence of high and moderate longitudinal waves. Investigations of the phenomenon are mostly carried out for the ship motions model using one or three degrees of freedom. The generalized conclusions can be obtained only from the one degree of freedom equation which can be reduced to the well-known Mathieu equation. This paper presents the methodology of using the Mathieu equation to describe the parametric roll resonance and general conclusions, which can be obtained.

4

Bezpieczeństwo i ergonomia pracy na statku

Krystosik-Gromadzińska A.

Logistyka

|

2015

|

nr 5

1035--1041, CD1

PL

W artykule przedstawiono złożony problem zapewnienia akceptowalnego poziomu bezpieczeństwa i komfortu pracy na morzu. Warunki hydrometeorologiczne, stan techniczny jednostki, wyposażenie w konstrukcyjne i eksploatacyjne środki zabezpieczeń, środki ratownicze i ratunkowe, wyszkolenie załogi, to niektóre z czynników determinujących bezpieczeństwo żeglugi. Obecność zwielokrotnionych w stosunku do lądowych obciążeń psychicznych i fizycznych to czynniki, które mają wpływ na komfort pracy, ale również bezpieczeństwo. Do najistotniejszych obciążeń należą hałas, drgania, promieniowanie cieplne, niekomfortowa, ograniczona przestrzeń pracy, śledzenie wielu parametrów i podejmowanie szybkich decyzji oraz długoczasowa izolacja od rodziny i społeczeństwa.

EN

In this paper the very complex problem of the acceptable level of safety and comfort on board assurance was presented. Weather conditions, the technical condition of the vessel, passive and active safety equipment and installations, emergency and rescue means, crew trainings are only some of the factors determining the safety of sea voyage. The presence of multiplied compared to on and psychological stresses and physical factors that affect the comfort but also safety of work at sea. The most significant factor are noise, vibration, thermal radiation, uncomfortable, limited space of work, the need of keeping track of multiple parameters and make quick decisions, also long term isolation from family and society.

5

Badanie granicy wystąpienia rezonansu parametrycznego kołysań bocznych statku w oparciu o równanie Mathieu

Wawrzyński W.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

1171--1182, CD1

PL

Rezonans parametryczny kołysań bocznych może wystąpić w sytuacji zazwyczaj uważanej za stosunkowo bezpieczną dla statku, tzn. przy falowaniu z sektora dziobowego, rzadziej z sektora rufowego. Bezpośrednią przyczyną kołysań parametrycznych są, wywołane falą, okresowe zmiany momentu prostującego statek, a amplituda wywołanych kołysań może przekroczyć 40°. Zjawisko kołysań parametrycznych opisane zostało już w połowie XX wieku, przy czym uznawane było, jako zagrożenie bezpieczeństwa statków małych. Sytuacja uległa zmianie po 1998 roku, gdy na kontenerowcu klasy post-Panamax, w wyniku kołysań parametrycznych, doszło do utraty 400 kontenerów a kolejnych czterysta uległo zniszczeniu. Ponieważ w następnych latach odnotowanych zostało kilka kolejnych przypadków wystąpienia kołysań parametrycznych, zjawisko to zostało włączone do grupy zagrożeń bezpieczeństwa statecznościowego statku w warunkach morskich, dla których opracowywana jest aktualnie, w ramach IMO, tzw. Druga Generacja Kryteriów Stateczności. Rezonans parametryczny kołysań jest typowym zjawiskiem o charakterze bifurkacji, posiadającym obszary rozwiązań stabilne i niestabilne. Jednakże, pomimo wyraźnie określonej granicy niestabilności układu, zaobserwować można w obszarach niestabilności różne czasy narastania procesu, a w obszarach stabilnych wzbudzenia kołysań w ograniczonym wymiarze. Artykuł przedstawia wykonaną przy wykorzystaniu równania Mathieu analizę obszarów niestabilnych oraz stabilnych, w których występuje wzbudzanie kołysań bocznych statku na skutek zmian stateczności na fali.

EN

The parametric roll resonance is a phenomenon, which can take place in situations which are judged as relatively safe for a ship, in the presence of head waves or, at times, in the presence of following waves. It can lead to the occurrence of extreme roll motions with an amplitude exceeding 40 degrees. The direct reason for the occurrence of parametric roll resonance is periodic variation in the ships transverse stability in the presence of longitudinal waves. The parametric roll resonance phenomenon has been known for many years but initially it was only considered as a threat to the stability of small ships. The problem arose in 1998, when on board of a post-Panamax containership, 400 containers were lost and additional 400 were devastated due to parametric roll. Since then parametric roll was observed several times, therefore the phenomenon was included in the group of five failure modes for the ship in waves. For this group of failure modes, the Second Generation Intact Stability Criteria are now under development at the International Maritime Organization. The parametric roll resonance is a bifurcation phenomenon, which means that it has stable (bounded) and unstable (unbounded) solutions. However, it can be observed that in the unstable area there are variations in the time of growth of the instability, and in the stable area there still can be some excitations observed. This paper presents the investigation into that area based on the Mathieu equation.

6

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

Wawrzyński W.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

1161--1170, CD1

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.

7

Model do szybkiego modelowania sekwencji zdarzeń zagrażających bezpieczeństwu statku w warunkach operacyjnych

Sacharko A., Gerigk M. K.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

5561--5569

PL

W artykule przedstawiono wybrane elementy badań związanych z opracowaniem modelu do szybkiego modelowania sekwencji zdarzeń zagrażających bezpieczeństwu statku . Przedstawiono podstawowe informacje na temat bezpieczeństwa w transporcie morskim i zarządzania tym bezpieczeństwem. Podano zasadnicze informacje na temat identyfikacji zagrożeń i modelowania scenariuszy wypadku mogących prowadzić do katastrofy statku na morzu. Przedstawiono propozycję systemu do szybkiego modelowania sekwencji zdarzeń zagrażających bezpieczeństwu statku w warunkach operacyjnych. W końcowej części artykułu opisano zasadnicze elementy modelu matematycznego do szybkiego modelowania sekwencji zdarzeń zagrażających bezpieczeństwu statku i modelu matematycznego do szybkiego modelowania zachowania się statku w warunkach operacyjnych przy użyciu symulacji komputerowej. Informacje zawarte w artykule stanowią wybrane elementy prac związanych z realizacja przewodu doktorskiego.

EN

In the paper some elements on the research connected with development of a model for rapid modeling of a sequence of events which may have an impact on the ship safety are presented. The fundamental information on the safety of maritime transportation and safety management is given. The basic information on the hazard identification and modeling of the accident scenarios which may cause a catastrophe at sea is described. A proposal of a system for rapid modeling of the sequences of scenarios causing a danger for the ship safety in operational conditions is shown. In the final part of the paper both the main elements of the mathematical model for rapid modeling of the accident scenarios causing a danger to the ship safety and mathematical model for rapid modeling of the ship performance in operational conditions by a computer simulation are presented. The information include in the paper are the chosen elements of research associated with preparing a Ph.D. thesis by the first author.

8

Assessment of ship steering gear load based on an analysis of rudder angle signal

Stefanowski A., Zwierzewicz Z.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2012

|

nr 30 (102)

126-131

EN

This paper presents observations and remarks on the work of ship's steering gear controlled by the autopilot in high seas. Attention is drawn to the insufficient power of steering gear operated by the autopilot in high waves and the consequent possibility of overloading and damage to the gear, creating a threat to the ship. Standard safeguards against damage are discussed. It is suggested that the alarm system should be extended to indicate the load of steering gears. The authors propose a method for assessment of the steering gear load by using a signal that is a nonlinear function of the actual rudder angle, based on the solution used in TS-type autopilot adaptation blocks. The results of computer simulations to obtain such signals for autopilot-controlled ship movement in irregular waves (sea state ranging from 3 to 6) are presented. The conclusion reached is that the signal can be used to assess the steering gear load, which may contribute to increasing ship’s safety in high sea states.

PL

W artykule przedstawiono uwagi o pracy maszyn sterowych statków w wysokich stanach morza sterowanych autopilotem. Zwrócono uwagę na niewystarczającą moc maszyn sterowych dla pracy z autopilotem w tych stanach i możliwość ich przeciążania, uszkodzenia i wprowadzenia zagrożenia dla statku. Omówiono standardowe zabezpieczenia przed uszkodzeniem, wskazując na potrzebę rozszerzenia sygnalizacji alarmowej o układ wskazujący obciążenie maszyn sterowych. Przedstawiono propozycję wykorzystania do oceny obciążenia maszyn sterowych signal będącego nieliniową funkcją rzeczywistego kąta wychylenia steru bazującego na rozwiązaniu stosowanym w blokach adaptacji autopilota TS. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych uzyskiwania takiego signal dla realizacji prowadzenia statku autopilotem na nieregularnej fali przy stanie morza 3, 4, 5, 6. We wnioskach stwierdzono, że signal taki może służyć do oceny obciążenia maszyn sterowych, co może przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa eksploatacji statku w wysokich stanach morza.

9

Prawdopodobieństwo oczekiwania statku na odpowiedni poziom wody

Galor W., Salmonowicz W.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2006

|

R. 47 nr 166K/1

99-110

PL

Bezpieczeństwo manewrującego statku po akwenie portowym w znacznej mierze zależy od zapasu wody pod stępką (ZWPS). Porty są budowane do obsługi statków o określonych wymiarach. Lecz w wielu przypadkach istniejące porty stoją wobec konieczności przyjmowania statków większych niż te, dla których zostały zaprojektowane. Budowa nowych portów jest ograniczona warunkami naturalnymi i dużymi nakładami finansowymi. Głównym ograniczeniem w obsłudze większych statków jest głębokość akwenu, która bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo manewrującego statku. Minimalna wartość zapasu wody pod stępką określana jest najczęściej przez przepisy portowe jako stała wartość. Jednak w zależności od aktualnych warunków (głównie poziomu wody) jest możliwe zmniejszenie tej wartości. Pozwala to na zwiększenie zanurzenia statku. W referacie przedstawiono metodę optymalizacji ZWPS z dwoma ograniczeniami w postaci dopuszczalnego ryzyka nawigacyjnego i czasu oczekiwania na odpowiedni poziom wody. Przedstawiono przykład określenia prawdopodobieństwa oczekiwania statku dla portu Świnoujcie.

EN

The safety of navigation of a ship manoeuvring within port waters mainly depends on its under keel clearance (UKC). The ports are built to service the ships of given dimensions. But in many cases existing ports are expected to handle the ships greater than those for which they were designed. The building of new ports is limited by natural conditions of sea water and great financial outlay. The main restriction in serving of greater ships is the depth of port water areas which directly affect the safety of manoeuvring ship in many ports. The minimal under keel clearance is often determined by ports law as a constant value. There is possible to reduce its value in depending of the present conditions (mainly sea level). It permits to enhance the ships draft. The paper presents the method of optimization of UKC with two restrictions as admissible navigation risk and time of waiting for required sea level. There was showed an example of determination of ships waiting probability In Swninoujscie Port.