تحلیل رفتار دینامیکی کشتی صدمه دیده در موج

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی دریا و صنایع دریایی

2 نویسنده مسئول و کارشناس ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی دریا و صنایع دریایی

3 کارشناس ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی دریا و صنایع دریایی

چکیده

آسیبدیدگی کشتیها ممکن است باعث آبگرفتگی بخشهایی از کشتی و یا حتی ازدسترفتن تعادل آن شود آسیب­دیدگی کشتی­ها اجتناب­ناپذیراست. از زمانی که کشتی دچار صدمه می­شود تا هنگامی که         بخشهای صدمهدیده به طور کامل از آب پر شوند، رفتار کشتی تغییر مینماید. از طرف دیگر به طور معمول در شرایط محیطی سخت (وجود امواج دریا) آسیب­دیدگی رخ می­دهد، بنابراین لازم است تحلیل رفتار شناور در وضعیت صدمهدیده در موج انجام شود. در این تحقیق سعی شده است رفتار شناور صدمهدیده در موج با تاکید بر سه حرکت رول، پیچ و هیو تجزیه و تحلیل شود. بدین منظور طرح ریاضی برای سه حرکت مزبور همراه با مقدار آبگرفتگی مخزن صدمه­دیده نوشته شده است که چهار معادله دیفرانسیلی وابسته، بطور همزمان در بازه زمان حل میشود. براین اساس یک روش مناسب تهیه شده و کد رایانه ای آن نوشته شده است کد تهیه شده ابتدا معتبرسازی شده و سپس برای یک نمونه شناور فریگیت اجرا گردیده و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Damaged Ship Behavior in Sea Waves

نویسندگان [English]

  • Hamid Zera'atgar 1
  • Reyhane Mehri 2
  • Hamid Reza Jafar Yegane 3
چکیده [English]

Damage of a ship may cause flooding of some compartment. In extreme case it may result in the total loss of the vessel. As far as the probability of damage of a ship in seaway is concerned, there is no confidence for not happening damage of a ship. In a case of damaged ship, motion in wave is coupled with mass of flooded water where the rate of flooding itself is also coupled with the damaged ship motions. Normally damage is happening in harsh sea conditions where sea waves are the main feature of such environment. On that basis, it is needed to analyze damaged ship motions in waves.  In this article, an attempt has been made to analyze a damaged ship motions in sea wave focusing on three motions, heave, pitch and roll. A mathematical model is developed in which the equation of ship motions and mass of flooding are solved simultaneously in time domain. A computer code is developed and validated by comparing with some published results. A damaged naval ship behaviors in sea waves are calculated and results are discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damage
  • ship
  • flooding
  • roll
  • pitch and heave
[1] سیف، محمد سعید؛ دینامیک کشتی، انتشارات دانشگاه. هرمزگان، مهر 1376
[2] حاجی عرب، محمد؛ عملکرد و نجات پذیری شناور در موج، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشتی سازی . و صنایع دریایی، دانشگاه صنعتی امیر کبیر،1383
[3] N.E., Mikelis; J.M.J., Journée; Experimental & Numerical Simulations of Sloshing Behaviour in Liquid Cargo Tanks & its Effect on Ship Motion, National Conference on Numerical Methods for Transient and Coupled Problems, 9-13 July 1984, Venice, Italy.
[4] A.W., Vredeveldt; J.M.J., Journee; Roll Motions of Ships due to Sudden Water Ingress, Calculations and Experiments,RINA’,International Conference on Ro-Ro Safety and Vulnerability the Way Ahead, April 1991, Vol. I
[5] J.M.J. Journee; A.W. Vredeveldt; H. Vermeer; Mathematical Modeling of Motions and Damaged Stability of Ro-Ro Ships in the Intermediate Stages of Flooding, STAB’94, Fifth International Conference on Stability of Ships and Ocean Structures,1994.
[6] J.M.J. Journée “Liquid Cargo and Its Effect on Ship Motions” Delft University of Technology STAB’97, Six International Conference on Stability of Ships and Ocean Structures, Pages 137-150, Varna, Bulgaria, September 22-27, 1997.
[7] J.M.J. Journée (DUT); H. Vermeer (DGSM); A.W. Vredeveldt (TNO); Systematic Model Experiments on Flooding of Two Ro-Ro Vessels, STAB’97, Six Int. Conf.on Stability of Ships and Ocean Structures, Pages 81-98,Varna, Bulgaria, September 22-27, 1997.
[8] J.M.J. Journée; Fluid Tanks and Ship Motions, Lecture, held at Kyushu University. Report 1237, 27 October 2000,Delft University of Technology.
[9] Lionel Palazzi ; Jan de Kat; Model Experiments & Simulations of A Damaged Ship With Air-Flow Taken Into Account, Proceedings of the 6th International Ship Stability Workshop, Webb Institute, 2002.
[10] T.A. Santos; C. Guedes Soares; RO-RO Ship Damage Stability Calculations Using The Pressure Integration Technique, Journal of International Shipbuilding Progress Volume 48, Number 2/2001.
[11] Lewis, Edward V.; Principles of Naval Architecture: Volume III Motions in Waves and Controllability, Society of Naval Architects & Marine Engineer, 1990.
[12] Bhattacharyya, Rameswar; “Dynamics of Marine Vehicles (ocean engineering)” , John Wiley & Sons Inc, Hardcover - 1978-12-06, ISBN
[13] Van’t Ver R.; De Kat J.; Experimental and Numerical Investigation on Progressive Flooding and Sloshing in Complex Compartment Geometry, Marine, The Netherlands, 2002 ..
[14] Riaan van ‘t Veer; Andrea Serra; Large Passenger Ship Safety: Time to Sink Simulations , Marine, The Netherlands ,2002.
[15] Vassalos, Dracos; Andrzej Jasionowski “Theoretical Treatise of Damage Ship Stability” The Ship Stability Research Centre, Universities of Glasgow and Strathclyde,23-24 April 2003.
[16] Kamo, T and Ikeda, Y (2002) “Effects of Transient Motion in Intermediate Stages of Flooding on the Final Condition of a Damaged PCC, Proc. of Asia Pacific Workshop on Marine Hydrodynamics”, Kobe, May. 2002, pp.26-31.
[17] Ruponen, P. 2006b. ‘Model Tests for the Progressive Flooding of a Box-Shaped Barge’, Helsinki University of Technology, Ship Laboratory, Report M-292, 88 p.
[18] NEREUS E.C. project, (2000). First Principles Design for Damage Resistance against Capsize. DG XII-BRITE, 2000-2003.
[19] Dony Setyawan, “DAMAGE STABILITY OF SMALL VESSEL” Faculty of Mechanical Engineering, Universiti Teknologi Malaysia, MARCH 2006.
[20] Ainian Zhang, ‘A study on ship collision and grounding using nonlinear finite element method’,university of Tokyo, Feb.2007.
[21] Ruponen, P., Sundell, T., Larmela, M.;’Validation of a Simulation Method for Progressive Flooding’, Proceedings of the 9th International Conference on Stability of Ships and Ocean Vehicles, Rio de Janeiro, Brazil, 25-29.9.2006, Vol. 2, pp. 607-616.