Naslov
LOKALNO OPTEREĆENJE I ODZIV STRUKTURE BRODA USLIJED UDARANJA O VALOVE
(LOCAL LOAD AND RESPONSE OF A SHIP STRUCTURE DUE TO SLAMMING)

Autori
Grgić Mate

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
16.07

Godina
2015

Stranica
152

Mentor
Žanić, Vedran ; Malenica Šime

Ključne riječi
udaranje broda o valove; poopcena Wagnerova metoda; poboljšana poopcena Wagnerova metoda; desingularizacija potencijala; Kelvinova Greenova funkcija; metoda rubnih elemenata; preslikavanje tlakova; lokalni odziv strukture
(slamming; Generalized Wagner Method; Enhanced Generalized Wagner Method; desingularization of the velocity potential; Kelvin’s Green function; Boundary element method; pressure mapping; local response of a structure)

Sažetak
U kontekstu hidrodinamickih opterecenja tankostjenih struktura, na lokalnoj odnosno globalnoj razini odziva udaranje o valove predstavlja vrlo bitan dio s obzirom da može uzrokovati ozbiljna oštecenja lokalnih elemenata konstrukcije kao i prouzrokovati prolazne globalne vibracije trupa plovnog objekta. U radu je razmatran direktni pristup proracunu tlakova uslijed udaranja o valove u preliminarnoj fazi projektiranja koji se zasniva na hidrodinamickom modelu potencijalnog strujanja fluida. Napravljen je opsežan uvid u potojece metode proracuna pri cemu je detaljno objašnjena poopcena Wagnerova metoda (PW) koja danas predstavlja jedan od osnovnih nacina rješavanja problema udaranja. Osnovna jednadžba problema izražava se pomocu Greenovog treceg identiteta uz korištnje Greenove funkcije Rankinovog tipa cije rješenje se dobiva numericki pomocu metode rubnih elemenata. Za potrebe ovog istraživanja osnovna metoda PW je u potpunosti implementirana u proracunski kod što je omogucilo detaljnu analizu svih njenih karakteristika. Analiza je ukljucivala ispitivanje konvergencije rješenja na temelju varijacije ulaznih parametara te odreživanje optimalne velicine proracunske domene na slobodnoj površini. Uoceni nedostaci postojece PW metode nastojali su se ukloniti razvojem unaprije žene PW metode. U cilju postizanja tocnije raspodjele potencijala brzine na oplakanoj površini tijela napravljena je desingularizacija istog. Potencijal brzine podjeljen je u dva dijela: na regularni i singularni dio. Pri tome je uvedena nova funkcija kojom se opisuje ponašanje rješenja u blizini kontaktne tocke i koja predstavlja singularni dio potencijala. Takožer, uvedena je i nova Greenova funkcija, Kelvinovog tipa, s kojom nestaje potreba za diskretizacijom slobodne površine s obzirom da novo uvedena funkcija zadovoljava dinamicki rubni uvjet na slobodnoj površini. Takožer, napravljena je analiza lokalnog odziva strukture uslijed udaranja o valove na primjeru jednostavne roštiljne konstrukcije brodskog dna. Proracun udarnih tlakova napravljen je poboljšanom poopcenom Wagnerovom metodom koji su zatim prebaceni na strukturni model konacnih elemenata korištenjem prostorne i vremenske interpolacije. S obzirom na krutu lokalnu strukturu problem odziva rješen je na kvazistaticki nacin zanemarivanjem inercijskih sila strukture. Opterecivanje modela napravljeno je u nizu zamrznutih vremenskih trenutaka te je proracun proveden za svaki trenutak odvojeno. Na osnovu tako dobivenih rezultata analizirana je propagacija naprezanja u vremenu te pojava znacajnih reznih sila pri nailasku na diskontinuitet u strukturi.

Izvorni jezik
Hrvatski

POVEZANOST RADA