28.09.2013 Views

MS ESTONIA Svensk översättning ISBN 91-38-31458-4 - Statens ...

MS ESTONIA Svensk översättning ISBN 91-38-31458-4 - Statens ...

MS ESTONIA Svensk översättning ISBN 91-38-31458-4 - Statens ...

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

.<br />

○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○<br />

Tabell 12.3 Simulerade våginducerade vertikala laster på bogvisiret.<br />

Simuleringsprogram och exempel på resultat (visirets vikt exkluderad).<br />

Kurs Fart Bogvåg H s T p Z-kraft (MN) Z-kraft (MN)<br />

(grader) (knop) (m) (m) (s) Genomsnittlig Genomsnittlig<br />

överskridandeperiod överskridandeperiod<br />

30 minuter 10 timmar<br />

Motsjö, 180 15 1.0 4.0 8.0 2.50 3.60<br />

180 15 1.0 4.0 8.5 2.55 3.95<br />

180 12 0.65 4.0 8.0 2.05 3.10<br />

180 10 0.4 4.0 8.0 1.70 2.70<br />

180 10 0.4 5.5 8.0 4.35 7.15<br />

180 12 0.65 5.5 8.0 4.80 7.50<br />

180 15 1.0 5.5 8.0 5.35 8.10<br />

180 15 1.5 5.5 8.0 6.30 9.60<br />

Bogsjö, 150 15 1.0 4.0 8.0 2.95 4.20<br />

150 15 1.0 4.5 8.0 4.00 5.60<br />

150 15 1.5 4.0 8.0 3.45 4.80<br />

metod för simulering av fartygsrörelser<br />

och skrovbelastningar i vågor. Metoden<br />

går ut på att sekvenser av långkammiga<br />

oregelbundna vågor och fartygsrörelser<br />

kan genereras genom linjär superposition.<br />

Bogvisiret betraktades som en liten<br />

kropp som slår ner i vatten. För att beräkna<br />

den vertikala kraften på visiret har<br />

man sålunda antagit att dynamiskt vågtryck<br />

och vågrörelse, hastighet och acceleration<br />

är konstanta inom den av visiret<br />

upptagna volymen. Antagandet förutsätter<br />

att våglängden är betydligt längre än<br />

bogvisirets mått.<br />

I den numeriska modellen ingår de<br />

hydrostatiska och hydrodynamiska krafter<br />

som är inbyggda i strip-teorin och de<br />

icke-linjära hydrodynamiska krafterna<br />

med hänsyn till rörelsemängden. De ickelinjära<br />

egenskaperna hos de hydrodynamiska<br />

krafter som uppkommer ur variationen<br />

av den nedsänkta delen av visiret<br />

beaktas genom att man vid varje tidssteg<br />

tar hänsyn till det momentana vattenlinjeplanet.<br />

Följande kraftkomponenter är<br />

inkluderade i den numeriska modellen:<br />

• Visirets vikt, antagen till att vara 0,6<br />

MN (60 ton).<br />

• Tröghetskraften, beräknad ur fartygets<br />

stelkroppsrörelse vid visirets centrumpunkt.<br />

• Hydrodynamisk kraft, som beror på<br />

visirets adderade massa och dämpning<br />

och som antas vara proportionell<br />

till den vertikala relativa accelerationen<br />

respektive hastigheten. Koefficienter<br />

för adderad massa och<br />

dämpning vid hävningsrörelse beräknades<br />

i förväg för olika vattenlinjer<br />

med en tredimensionell ”sinksource”-metod<br />

och kurvanpassades.<br />

Vid varje tidssteg användes värden<br />

som svarade mot det momentana<br />

djupgåendet.<br />

• Hydrostatisk lyftkraft beroende på<br />

den momentana nedsänkta volymen<br />

av visiret.<br />

• Froude-Krylov-kraften, definierad<br />

som integralen av det linjära hydrodynamiska<br />

trycket i den ostörda infallande<br />

vågen över visirets nedsänkta<br />

yta.<br />

• Icke-linjär vertikal kraft från vågslag,<br />

i vilken den dominerande termen är<br />

ändringstakten för adderad massa<br />

multiplicerad med vertikal relativ<br />

hastighet i kvadrat.<br />

• Kraften som beror på det stationära<br />

flödet omkring det nedsänkta visiret<br />

beräknades i förväg med hjälp av<br />

SHIPFLOW-programmet i lugnt vatten<br />

för olika förliga djupgåenden.<br />

Vid varje tidssteg användes kurvanpassade<br />

värden.<br />

Effekten av den stationära bogvågen<br />

beaktades genom ett konstant tillägg till<br />

djupgåendet vid visiret. Bogvågens höjd,<br />

beräknad med hjälp av SHIPFLOW-programmet<br />

för olika farter, adderades till<br />

den vertikala relativa rörelsen på visirets<br />

mittlinje.<br />

12.2.3<br />

Resultat<br />

Simuleringarnas huvudsakliga resultat<br />

redovisas i grafer, som beskriver sannolikheterna<br />

för att den vertikala komponenten<br />

av vågkraften på visiret överskrider<br />

olika nivåer. Om sannolikhetsvärdena<br />

för överskridande med avseende på<br />

antalet vågmöten läggs in på en logaritmisk<br />

skala och den vertikala kraften på<br />

en linjär skala, förefaller räta linjer passa<br />

erhållna data tämligen väl. Det finns ingen<br />

teoretisk bas för det linjära förhållandet<br />

mellan logaritmen för överskridandesannolikheten<br />

och den vertikala visirlasten.<br />

Weibull-fördelningen har ofta tillämpats<br />

för anpassning av långtidsfördelningar<br />

av våghöjder och våglaster, men<br />

i detta fall var det okänt hur väl den skulle<br />

representera fördelningens extremvärden.<br />

Av detta skäl har långa simuleringar genomförts<br />

för att undvika extrapolering<br />

av data.<br />

Våglasten på bogvisiret är starkt ickelinjär<br />

med avseende på vågamplituden.<br />

Låga vågor når inte ens upp till visiret.<br />

Medan de simulerade vågorna har ungefärligen<br />

likvärdiga fördelningar av amplituden<br />

för vågtoppar och vågdalar, visar<br />

den simulerade visirlasten toppvärden<br />

endast när bogen dyker i den infallande<br />

vågen. När bogen höjer sig ur vattnet är<br />

lasten på visiret nära nog likvärdig med<br />

dess vikt.<br />

De högsta simulerade belastningsvärdena<br />

har en sannolikhet för överskridande<br />

på ca 1/30 000, vilket svarar mot<br />

de ca 30 000 vågor som möttes under<br />

den totalt 36-timmar långa simuleringstiden.<br />

Värdena för överskridandesannolikheten<br />

kan således överföras till genomsnittliga<br />

överskridandeperioder genom<br />

att man använder antalet vågmöten<br />

under ifrågavarande period. I motsjö vid<br />

estonia – slutrapport 157

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!