Metode za određivanje svojstava upravljivosti broda
Апстракт
Иако управљивост брода не утиче само на ефикасност брода у експоатацији,
већ и на безбедност у пловидби, донедавно се о утицају облика брода на
његове маневарскe карактеристике знало релативно мало. Зато је Поткомитет
IMO организације, задужен за пројектовање и опрему бродова, формирао
посебну Радну групу која је предложила стандарде и дала смернице за процену
управљивости брода. Овим су обухваћене минималне маневарске
карактеристике брода, које би требало да буду потврђене на пробним вожњама,
али и одговарајуће методе за процену својстава управљивости које се могу
користити и при пројектовању брода.
У првом делу рада детаљно су описане и објашњене постојеће одредбе и
поступци за мерења својстава управљивости већ изграђених бродова. Други
део рада се бави проценом маневарских карактеристика брода, а на основу
његових главних димензија, бродских линија и осталих карактеристика с којима
се обично располаже у почетним фазама пројектовања брода.
Постоји више метода за процену... својстава управљивости брода; оне се
међусобно разликују и у погледу поузданости добијених резултата и у начину
њиховог спровођења. Расположиве методе се грубо могу поделити у три
основне групе:
1) Најједноставније методе су базиране на претпоставци да ће својства
управљивости новог брода бити слична својствима управљивости
прототипа (постојећег брода довољно сличних карактеристика). Ове
методе су очигледно базиране на искуству и зависе од базе
расположивих података.
2) Нешто поузданије, али зато и знатно скупље методе су базиране на
директним моделским испитивањима тзв. слободних модела.
3) Трећу групу чине методе које су базиране на примени одговарајућих
математичких модела за процену, тј. симулацију кретања брода у
маневру.
За поуздану симулацију маневра (применом метода из треће групе) непоходно
је познавање законитости којима је одређена веза између одговарајућих брзина
и хидродиманичких сила које делују на брод, а које се пуздано могу утврдити
само моделским испитивањима тзв. везаних модела. Методе из ове групе се
сматрају најпоузданијим и најефикаснијим, па је зато њима и посвећена највећа
пажња.
Да би било могуће анализирати утицај различитих параметара бродске форме
на бази линеарног математичког моделa кретања брода у хоризонталној равни,
при чему су у обзир узета три степена слободе – залетање, заношење и
закретање – развијен је рачунарски програм. Показано је да линеарна теорија
даје добре резултате, у случају динамички стабилних бродова у курсу који се
крећу релативно малим брзинама и уз мале углове отклона кормила. Даљом
анализом су уочене законитости које се при пројектовању брода могу
употребити за процену и побољшање његових маневарских карактеристика.
У раду је поменута и нелинеарна теорија и дате су основне смернице за њену
примену. Међутим, због недовољног броја резултата моделских испитивања,
детаљнија анализа у овом правцу није спроведена.
In spite of the fact that the needs for good maneuvering qualities of a ship have been
recognized for centuries, prediction of ship maneuverability during design has
typically been given little attention. Hence, concerned with the ship safety, IMO’s
Working Group recently suggested minimum standards for maneuverability (to be
proven on sea trials) and guidelines for estimating maneuvering performance (to be
used in ship design). Consequently, the first part of the thesis thoroughly examines
the standards and the guidelines for ship maneuverability.
The second part of the thesis focuses on the evaluation of maneuvering
performances at the vessel design stage, i.e. on prediction of the vessel’s
maneuverability based on ship’s main dimensions, line drawings and other relevant
design information. Current prediction methods are assessed, and are found to vary
in accuracy of the predicted maneuvers, and in the cost of performing the prediction.
Most of the prediction methods have... been based on the following three approaches:
a) The simplest methods base predictions on experience, and on existing data,
assuming that the maneuvering characteristics of a new ship will be close to that
of similar existing ships (often called prototypes).
b) More reliable, and expensive, methods base prediction on direct model tests, with
the so called “free models”.
c) The third, and most sophisticated, group of methods is based on mathematical
models and simulations, depending, to some extent, on the experimental data
with captive models.
Since simulations are more efficient and cost effective than direct model testing, the
core of the thesis is based on the third approach - methods often called
Hydrodynamic Force Modeling.
Ships moving with a forward speed in deep and infinite water are considered, and the
effects of surrounding bodies are excluded. Linear Newton equations of motion that
consider three degrees of freedom – surge, sway and yaw – are used to describe
and analyze the dynamics of maneuvering and coursekeeping. A computer program
is developed to analyze the influence of various ship parameters. It is shown that the
linear theory is useful for analyzing the effect of ship design features on course
stability and turning ability of directionally stabile ships, but only in the linear range,
i.e. for small velocities and rudder deflections. Nonlinear theory is also mentioned but
is not developed further due to the inadequate quantity of necessary model
experiment data.
Кључне речи:
Управљивост брода / Математички модел / Бродска хидродинамика / Тестови за проверу управљивости / Линеарна теорија управљивостиИзвор:
2005, 1-100Издавач:
- Машински факултет Универзитета у Београду
Колекције
Институција/група
Mašinski fakultetTY - THES AU - Simić, Aleksandar PY - 2005 UR - https://machinery.mas.bg.ac.rs/handle/123456789/4227 AB - Иако управљивост брода не утиче само на ефикасност брода у експоатацији, већ и на безбедност у пловидби, донедавно се о утицају облика брода на његове маневарскe карактеристике знало релативно мало. Зато је Поткомитет IMO организације, задужен за пројектовање и опрему бродова, формирао посебну Радну групу која је предложила стандарде и дала смернице за процену управљивости брода. Овим су обухваћене минималне маневарске карактеристике брода, које би требало да буду потврђене на пробним вожњама, али и одговарајуће методе за процену својстава управљивости које се могу користити и при пројектовању брода. У првом делу рада детаљно су описане и објашњене постојеће одредбе и поступци за мерења својстава управљивости већ изграђених бродова. Други део рада се бави проценом маневарских карактеристика брода, а на основу његових главних димензија, бродских линија и осталих карактеристика с којима се обично располаже у почетним фазама пројектовања брода. Постоји више метода за процену својстава управљивости брода; оне се међусобно разликују и у погледу поузданости добијених резултата и у начину њиховог спровођења. Расположиве методе се грубо могу поделити у три основне групе: 1) Најједноставније методе су базиране на претпоставци да ће својства управљивости новог брода бити слична својствима управљивости прототипа (постојећег брода довољно сличних карактеристика). Ове методе су очигледно базиране на искуству и зависе од базе расположивих података. 2) Нешто поузданије, али зато и знатно скупље методе су базиране на директним моделским испитивањима тзв. слободних модела. 3) Трећу групу чине методе које су базиране на примени одговарајућих математичких модела за процену, тј. симулацију кретања брода у маневру. За поуздану симулацију маневра (применом метода из треће групе) непоходно је познавање законитости којима је одређена веза између одговарајућих брзина и хидродиманичких сила које делују на брод, а које се пуздано могу утврдити само моделским испитивањима тзв. везаних модела. Методе из ове групе се сматрају најпоузданијим и најефикаснијим, па је зато њима и посвећена највећа пажња. Да би било могуће анализирати утицај различитих параметара бродске форме на бази линеарног математичког моделa кретања брода у хоризонталној равни, при чему су у обзир узета три степена слободе – залетање, заношење и закретање – развијен је рачунарски програм. Показано је да линеарна теорија даје добре резултате, у случају динамички стабилних бродова у курсу који се крећу релативно малим брзинама и уз мале углове отклона кормила. Даљом анализом су уочене законитости које се при пројектовању брода могу употребити за процену и побољшање његових маневарских карактеристика. У раду је поменута и нелинеарна теорија и дате су основне смернице за њену примену. Међутим, због недовољног броја резултата моделских испитивања, детаљнија анализа у овом правцу није спроведена. AB - In spite of the fact that the needs for good maneuvering qualities of a ship have been recognized for centuries, prediction of ship maneuverability during design has typically been given little attention. Hence, concerned with the ship safety, IMO’s Working Group recently suggested minimum standards for maneuverability (to be proven on sea trials) and guidelines for estimating maneuvering performance (to be used in ship design). Consequently, the first part of the thesis thoroughly examines the standards and the guidelines for ship maneuverability. The second part of the thesis focuses on the evaluation of maneuvering performances at the vessel design stage, i.e. on prediction of the vessel’s maneuverability based on ship’s main dimensions, line drawings and other relevant design information. Current prediction methods are assessed, and are found to vary in accuracy of the predicted maneuvers, and in the cost of performing the prediction. Most of the prediction methods have been based on the following three approaches: a) The simplest methods base predictions on experience, and on existing data, assuming that the maneuvering characteristics of a new ship will be close to that of similar existing ships (often called prototypes). b) More reliable, and expensive, methods base prediction on direct model tests, with the so called “free models”. c) The third, and most sophisticated, group of methods is based on mathematical models and simulations, depending, to some extent, on the experimental data with captive models. Since simulations are more efficient and cost effective than direct model testing, the core of the thesis is based on the third approach - methods often called Hydrodynamic Force Modeling. Ships moving with a forward speed in deep and infinite water are considered, and the effects of surrounding bodies are excluded. Linear Newton equations of motion that consider three degrees of freedom – surge, sway and yaw – are used to describe and analyze the dynamics of maneuvering and coursekeeping. A computer program is developed to analyze the influence of various ship parameters. It is shown that the linear theory is useful for analyzing the effect of ship design features on course stability and turning ability of directionally stabile ships, but only in the linear range, i.e. for small velocities and rudder deflections. Nonlinear theory is also mentioned but is not developed further due to the inadequate quantity of necessary model experiment data. PB - Машински факултет Универзитета у Београду T1 - Metode za određivanje svojstava upravljivosti broda EP - 100 SP - 1 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_4227 ER -
@mastersthesis{ author = "Simić, Aleksandar", year = "2005", abstract = "Иако управљивост брода не утиче само на ефикасност брода у експоатацији, већ и на безбедност у пловидби, донедавно се о утицају облика брода на његове маневарскe карактеристике знало релативно мало. Зато је Поткомитет IMO организације, задужен за пројектовање и опрему бродова, формирао посебну Радну групу која је предложила стандарде и дала смернице за процену управљивости брода. Овим су обухваћене минималне маневарске карактеристике брода, које би требало да буду потврђене на пробним вожњама, али и одговарајуће методе за процену својстава управљивости које се могу користити и при пројектовању брода. У првом делу рада детаљно су описане и објашњене постојеће одредбе и поступци за мерења својстава управљивости већ изграђених бродова. Други део рада се бави проценом маневарских карактеристика брода, а на основу његових главних димензија, бродских линија и осталих карактеристика с којима се обично располаже у почетним фазама пројектовања брода. Постоји више метода за процену својстава управљивости брода; оне се међусобно разликују и у погледу поузданости добијених резултата и у начину њиховог спровођења. Расположиве методе се грубо могу поделити у три основне групе: 1) Најједноставније методе су базиране на претпоставци да ће својства управљивости новог брода бити слична својствима управљивости прототипа (постојећег брода довољно сличних карактеристика). Ове методе су очигледно базиране на искуству и зависе од базе расположивих података. 2) Нешто поузданије, али зато и знатно скупље методе су базиране на директним моделским испитивањима тзв. слободних модела. 3) Трећу групу чине методе које су базиране на примени одговарајућих математичких модела за процену, тј. симулацију кретања брода у маневру. За поуздану симулацију маневра (применом метода из треће групе) непоходно је познавање законитости којима је одређена веза између одговарајућих брзина и хидродиманичких сила које делују на брод, а које се пуздано могу утврдити само моделским испитивањима тзв. везаних модела. Методе из ове групе се сматрају најпоузданијим и најефикаснијим, па је зато њима и посвећена највећа пажња. Да би било могуће анализирати утицај различитих параметара бродске форме на бази линеарног математичког моделa кретања брода у хоризонталној равни, при чему су у обзир узета три степена слободе – залетање, заношење и закретање – развијен је рачунарски програм. Показано је да линеарна теорија даје добре резултате, у случају динамички стабилних бродова у курсу који се крећу релативно малим брзинама и уз мале углове отклона кормила. Даљом анализом су уочене законитости које се при пројектовању брода могу употребити за процену и побољшање његових маневарских карактеристика. У раду је поменута и нелинеарна теорија и дате су основне смернице за њену примену. Међутим, због недовољног броја резултата моделских испитивања, детаљнија анализа у овом правцу није спроведена., In spite of the fact that the needs for good maneuvering qualities of a ship have been recognized for centuries, prediction of ship maneuverability during design has typically been given little attention. Hence, concerned with the ship safety, IMO’s Working Group recently suggested minimum standards for maneuverability (to be proven on sea trials) and guidelines for estimating maneuvering performance (to be used in ship design). Consequently, the first part of the thesis thoroughly examines the standards and the guidelines for ship maneuverability. The second part of the thesis focuses on the evaluation of maneuvering performances at the vessel design stage, i.e. on prediction of the vessel’s maneuverability based on ship’s main dimensions, line drawings and other relevant design information. Current prediction methods are assessed, and are found to vary in accuracy of the predicted maneuvers, and in the cost of performing the prediction. Most of the prediction methods have been based on the following three approaches: a) The simplest methods base predictions on experience, and on existing data, assuming that the maneuvering characteristics of a new ship will be close to that of similar existing ships (often called prototypes). b) More reliable, and expensive, methods base prediction on direct model tests, with the so called “free models”. c) The third, and most sophisticated, group of methods is based on mathematical models and simulations, depending, to some extent, on the experimental data with captive models. Since simulations are more efficient and cost effective than direct model testing, the core of the thesis is based on the third approach - methods often called Hydrodynamic Force Modeling. Ships moving with a forward speed in deep and infinite water are considered, and the effects of surrounding bodies are excluded. Linear Newton equations of motion that consider three degrees of freedom – surge, sway and yaw – are used to describe and analyze the dynamics of maneuvering and coursekeeping. A computer program is developed to analyze the influence of various ship parameters. It is shown that the linear theory is useful for analyzing the effect of ship design features on course stability and turning ability of directionally stabile ships, but only in the linear range, i.e. for small velocities and rudder deflections. Nonlinear theory is also mentioned but is not developed further due to the inadequate quantity of necessary model experiment data.", publisher = "Машински факултет Универзитета у Београду", title = "Metode za određivanje svojstava upravljivosti broda", pages = "100-1", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_4227" }
Simić, A.. (2005). Metode za određivanje svojstava upravljivosti broda. Машински факултет Универзитета у Београду., 1-100. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_4227
Simić A. Metode za određivanje svojstava upravljivosti broda. 2005;:1-100. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_4227 .
Simić, Aleksandar, "Metode za određivanje svojstava upravljivosti broda" (2005):1-100, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_machinery_4227 .