Naslov
Nelinearno opterećenje broda na visokim valovima
(Nonlinear Loads on Ship in High Waves)

Autori
Mravak, Zoran

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
26.04

Godina
2002

Stranica
122

Mentor
Čorić, Većeslav

Ključne riječi
numeričko modeliranje; potencijalno strujanje; valno opterećenje; rješenje u frekvencijskoj domeni
(numerical modeling; potetial flow; wave loads; frequncy domain)

Sažetak
U ovom radu opisan je numerički postupak određivanja unutarnjih sila drugog reda, nastalih kao posljedica djelovanja valova na plutajuće objekte. U prvom dijelu dana je teorijska osnova rješavanja problema. Rješenje problema njihanja i valnog opterećenja opisano je u frekventnom području, a uzbudni val predstavljen je harmonijskom funkcijom određene frekvencije. Pri određivanju opterećenja na pojedinim poprečnim presjecima, tijelo koje oscilira oko ravnotežnog položaja uslijed djelovanja monokromatskog uzbudnog vala promatrano je kao apsolutno kruto. Unutarnje sile određene su kao razlika hidrodinamičkih sila i sila inercije za odabrani poprečni presjek. Uz pretpostavku nestlačivog i neviskoznog fluida, te bezvrtložnog strujanja, problem je sveden u okvire potencijalne teorije strujanja fluida. Korištenjem metode rubnih elemenata uz odgovarajući oblik Greenove funkcije, dovoljno je odrediti vrijednosti potencijala strujanja samo na oplakanoj površini tijela. Prilikom određivanja njihanja i opterećenja u obzir su uzete sve prisutne nelinearnosti, do drugog reda aproksimacije korištenjem perturbacijske metode. Nakon što su određeni potencijali prvog reda na oplakanoj površini tijela, najveći dio članova u jednadžbi dinamičke ravnoteže prvog i drugog reda dobiju se integracijom različitih izraza po oplakanoj površini i vodnoj liniji. Jedini netrivijalni dio predstavlja dio sile uzbude drugog reda koji je ovisan o difrakcijskom potencijalu drugog reda, čije određivanje predstavlja veliki problem zbog nehomogenog rubnog uvjeta na slobodnoj površini. Određivanje difrakcijskog potencijala brzine drugog reda na oplakanoj površini izbjegnuto je korištenjem Haskindove relacije i uvođenjem pomoćnog radijacijskog potencijala drugog reda, ali se u izrazu za silu pojavljuje integral po beskonačnoj slobodnoj površini, koji sporo konvergira i čije izračunavanje predstavlja određenu poteškoću. Površinski integral određen je dijeljenjem slobodne površine na dva dijela. U dijelu u blizini tijela integral je određen numerički, a u dijelu slobodne površine udaljenom od tijela integral je određen na poluanalitički način, pri čemu su veličine u podintegralnom izrazu opisane razvojem u red. U drugom dijelu rada dan je niz testova kojima je provjerena ispravnost opisanog postupka. Uspoređene su vrijednosti različitih veličina izračunatih razvijenim programskim kodom s odgovarajućim analitičkim rješenjima za model vertikalnog cilindra. Na kraju su izračunate vrijednosti unutarnjih sila prvog i drugog reda uzduž brodskog trupa uspoređene s vrijednostima izmjerenim tijekom modelskih ispitivanja modela broda SERIJE 60.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Brodogradnja

POVEZANOST RADA