Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde ein Verfahren zur Simulation möglicher Gefährdung eines Schiffes durch parametererregte Rollschwingungen bei Fahrt gegen die See entwickelt und durch die Erarbeitung von Bewertungsdiagrammen ergänzt. Die Verfahrensentwicklung wurde durch begleitende Laborversuche unterstützt. Hierfür wurden Laborversuchsmodelle eines Containerschiffes und eines RoRo-Schiffes gefertigt. Die Laborversuche beinhalteten Basislaborversuche in regulären Wellen an gefesseltem Modell und Seegangsmessungen bei selbst angetriebenem freifahrendem Modell. Das Versuchsprogramm umfasste Messfahrten in regulären und irregulären von vorn anlaufenden Wellen bei Variation von Wellenhöhe, Fahrtgeschwindigkeit und der metazentrischen Höhe. Die Untersuchungen wurden durch Seegangsversuche für verschiedene Formvariationen im Vorschiffsbereich ergänzt. Die Messfahrten erfolgten in der Schlepprinne der SVA(Schiffbauversuchsanstalt) Potsdam GmbH. Für die Basisversuche wurde eine Schleppvorrichtung entwickelt, die es erlaubte das Modell in den Freiheitsgraden Tauchen, Stampfen und Rollen bei Fahrt gegen die See mit konstanter Geschwindigkeit zu schleppen. Diese Versuche dienten als Grundlage für die Entwicklung des numerischen Simulationsverfahrens Parole. Dafür wurde ein mathematisches Modell zur Ermittlung eines Kriteriums entwickelt, mit dem es möglich ist, in Abhängigkeit verschiedener Parameter, Gefahrenbereiche für parametererregte Rollschwingungen für ein konkretes Sehiff zu definieren. In Abhängigkeit von Wellenlänge, Modellgeschwindigkeit und Wellenperiode werden mit dem Programm Parole die maximalen Differenzen der Höhenlagen des Breitenmetazentrums berechnet. Neben hydrostatischen Kennwerten sind für die Simulationsrechnungen Masse- und Trägheitskenngrößen sowie kinematische Parameter vorzugeben. Im Ergebnis der Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Auftreten parametererregter Rollschwingungen innerhalb eines engen Bereiches von Fahrtgeschwindigkeit, Wellenhöhe, Beladungszustand und Spantausfall im Vorschiff abhängig ist. Folgende Schlussfolgerungen konnten herausgearbeitet werden. Mit dem Programm Parole können die Einflüsse und Wechselwirkungen der Parameter Wellenlänge, Wellenhöhe, Schiffsgeschwindigkeit, und Höhenlage des Metazentrums in Bezug auf das Rollverhalten gut simuliert werden. Wird bei einem irregulären Seegang die mittlere Wellenlänge als Eingabewert verwendet, können bereits die Berechnungen mit einer Sinuswelle brauchbare Resultate liefern. Eine Erweiterung des Verfahrens auf irregulären Seegang ist vorgesehen. Ein aussagekräftiges Indiz für die Rollgefährdung sind fur die Kennzahl (GMmax - GMmm)/ GM0 Werte größer 1,0. Werte über 1.0 weisen auf deutliches Rollen hin, das in den Modellversuchen nachgewiesen wurde. Verbesserungen sind durch Verfeinerung der Abbruchkriterien bei Erreichen der maximalen Iterationszahl und durch Verwendung irregulärerWellenbilder möglich.
Untersuchung der parametererregten Rollschwingung bei modernen Containerschiffen
Investigation of parameter exited rolling oscillations at modern containerships
HANSA. International Maritime Journal ; 147 , 8 ; 134-138
2010
5 Seiten, 3 Bilder, 16 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
F&E — Untersuchung der parametererregten Rollschwingung bei modernen Containerschiffen
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