Numerical Modelling of Ship Extreme Loads at Large Amplitude Waves

Cilj rada je razvoj numeričkog modela opterećenja broda na valovima velikih amplituda. Prilikom njihanja broda na takvim valovima, nelinearnosti u opterećenju postaju značajnije i ne mogu se zanemariti kao kod linearnog modela. Osnovni uzrok nelinearnosti, koji je promatran u radu, uključuje promjenjivost hidrodinamičkih koeficijenata i uzbude u funkciji vremena uslijed promjene gaza presjeka. Problem je rješavan za slučaj harmoničkih valova u frekvencijskom području u uzdužnoj vertikalnoj ravnini. Analizirana je vertikalna poprečna sila i vertikalni moment savijanja za slučaj valova u pramac. Prilikom određivanja hidrodinamičkih koeficijenata korištene su metode konformnog preslikavanja i uskog nanašanja izvora po presjeku, a za osnovnu formulaciju linearnih i nelinearnih jednadžbi njihanja i opterećenja korištena je modificirana vrpčasta STF metoda. Dobivena rješenja u obliku nelinearnih prijenosnih funkcija i raspodjele valnih sila po duljini broda uspoređena su sa rješenjima linearnog modela, sa rezultatima nelinearnih proračuna iz dostupne literature i sa eksperimentalnim podacima. Budući da je krajnje mjerilo projektiranja strukture ponašanje broda na morskim valovima, kao nastavak, razvijen je proračun spektra odziva valnih sila koji uključuje rezultate nelinearnog modela i stohastičku prirodu morskih valova. Za određivanju odziva nelinearnog opterećenja trupa na morskim valovima korišten je Volterra model drugog reda. Rješenja ovog modela, zajedno sa statističkim karakteristikama odziva su zatim primijenjena za procjenu ekstremnih odziva opterećenja. Navedene teorijske postavke primijenjene su u razvijenom računarskom programskom paketu GIOP