See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8718
ETF8718 (ETF8718) "Laeva karilesõidul tekkivate vigastuste modelleerimine arvmeetodite abil arvestades liikumisdünaamikat (1.01.2011−31.12.2014)", Kristjan Tabri, Tallinna Tehnikaülikool, Ehitusteaduskond.
ETF8718
Laeva karilesõidul tekkivate vigastuste modelleerimine arvmeetodite abil arvestades liikumisdünaamikat
Numerical model to assess the structural damage in ship grounding considering motion dynamics
1.01.2011
31.12.2014
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.13. Mehhanotehnika, automaatika, tööstustehnoloogiaT210 Masinaehitus, hüdraulika, vaakumtehnoloogia, vibratsioonakustiline tehnoloogia 2.3. Teised tehnika- ja inseneriteadused (keemiatehnika, lennundustehnika, mehaanika, metallurgia, materjaliteadus ning teised seotud erialad: puidutehnoloogia, geodeesia, tööstuskeemia, toiduainete tehnoloogia, süsteemianalüüs, metallurgia, mäendus, tekstiilitehnoloogia ja teised seotud teadused).100,0
AsutusRollPeriood
Tallinna Tehnikaülikool, Ehitusteaduskondkoordinaator01.01.2011−31.12.2014
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.201110 200,00 EUR
01.01.2012−31.12.201210 200,00 EUR
01.01.2013−31.12.201310 200,00 EUR
01.01.2014−31.12.201410 200,00 EUR
40 800,00 EUR

Ship groundings and collisions are still one of the major types of accidents in maritime transportation yielding to significant consequences. Here in the Gulf of Finland alone, there are on average 20-30 collision or grounding accidents per year making it one of the riskiest regions in maritime traffic. In future, most of the ships will be designed having accidental loading as one of the design criteria. The central element of the risk based approach to ship design is the simulation of the accidental damage. An accident simulation combines two separate fields, external dynamics and inner mechanics. The external dynamics evaluates the ship motions in accident while the inner mechanics evaluates the structural deformations due to these motions. In computational reasons the analysis of external dynamics is often decoupled from that of inner mechanics. For many accidental scenarios this yields to erroneous description of the damage and thus, unreliable input is provided for the ship design. The objective of this grant project is to develop a simulation method for ship grounding that precisely couples the external dynamics to the inner mechanics, and considers all the major hydromechanical forces that act on the ship during grounding. In the external dynamics, the dynamic bending of the ship hull girder is considered together with the rigid body motions. The main challenge of the coupled approach is to describe all the major forces in the same simulation environment, which in this study is non-linear finite element method. The coupled simulations would allow precise assessment of the structural deformations in grounding accidents and thus, provide reliable input for the improvement of ship structures. The direct outcome of the method, the description of the accidental damage, can be linked to methods evaluating the consequences of the accident. With these links it is not only the local damage that is evaluated, but the results are positioned to the context of final consequences such as the environmental damage through oil spill or the loss of ship through progressive flooding or the global failure of the ship hull. The developed method will be validated with large- and model-scale collision and grounding experiments.
Laevade karilesõit ja kokkupõrked on peamine õnnetuseliik meretranspordis, millega kaasnevad tõsised tagajärjed. Tulevikus on võimalike õnnetusstsenaariumite modelleerimine osa laeva projekteerimisprotsessist. Ainuüksi Soome lahel on aastas 20-30 karilesõitu või laevade kokkupõrget, mis teeb sellest ühe maailma kõige suurema õnnetuseriskiga piirkonna. Hinnatavatel õnnetusriskidel põhineva laevade projekteerimise keskseks elemendiks on õnnetuse modelleerimine. Kokkupõrgete ja karilesõitude modelleerimine ühendab endas kahte erinevat distsipliini, liikumisdünaamikat ja deformeeruva keha mehaanikat. Liikumisdünaamika käsitleb laeva liikumist väliste jõudude mõjul ja deformeeruva keha mehaanika abil määratakse laevakonstruktsiooni vastupanu kontaktjõududele ja kirjeldatakse tekkivaid deformatsioone. Arvutuste keerukusest tulenevalt on liikumisdünaamika arvutus tihti eraldatud deformeeruva keha mehaanika analüüsist. Mitmete õnnetusstsenaariumite korral võib see põhjustada ebatäpsusi vigastuste hindamisel ja laeva projekteerimisel kasutatava sisendinfo muutumist ebausaldusväärseks. Grandi raames arendatakse laeva karilesõidu modelleerimiseks arvutusmeetod, mis samaaegselt arvutab laeva liikumisi ja tekkivaid vigastusi ning võtab arvesse kõiki peamisi hüdrostaatilisi ja –dünaamilisi jõude, mis laevu karilesõidu ajal mõjutavad. Laeva liikumisdünaamika arvutamisel võetakse lisaks jäiga keha liikumistele arvesse ka laeva dünaamilist läbipainet. Peamiseks ülesandeks on kirjeldada kõiki mõjuvaid jõude samas arvutuskeskkonnas, milleks antud projektis on mittelineaarne lõplike elementide meetod. Selline meetod võimaldaks senisest täpsemini hinnata tekkivaid vigastusi ja annaks usaldusväärsemat sisendinfot laeva konstruktsioonide purunemiskindluse tõstmiseks. Vigastuste kirjeldust saab kasutada arvutusmudelites, mis vigastuse ulatuse põhjal ennustavad õnnetuse tagajärgi keskkonnale ja inimeludele. Juurutatava meetodi kontrollimiseks kasutatakse mudel- ja täismõõtkavas tehtud kokkupõrke ning karilesõidu katseid.
Laevade karilesõit ja kokkupõrked on peamine õnnetuseliik meretranspordis, millega kaasnevad tõsised tagajärjed. Tulevikus on võimalike õnnetusstsenaariumite modelleerimine osa laeva projekteerimisprotsessist. Ainuüksi Soome lahel on aastas 20-30 karilesõitu või laevade kokkupõrget, mis teeb sellest ühe maailma kõige suurema õnnetuseriskiga piirkonna. Hinnatavatel õnnetusriskidel põhineva laevade projekteerimise keskseks elemendiks on õnnetuse modelleerimine. Kokkupõrgete ja karilesõitude modelleerimine ühendab endas kahte erinevat distsipliini, liikumisdünaamikat ja deformeeruva keha mehaanikat. Liikumisdünaamika käsitleb laeva liikumist väliste jõudude mõjul ja deformeeruva keha mehaanika abil määratakse laevakonstruktsiooni vastupanu kontaktjõududele ja kirjeldatakse tekkivaid deformatsioone. Arvutuste keerukusest tulenevalt on liikumisdünaamika arvutus tihti eraldatud deformeeruva keha mehaanika analüüsist. Mitmete õnnetusstsenaariumite korral võib see põhjustada ebatäpsusi vigastuste hindamisel ja laeva projekteerimisel kasutatava sisendinfo muutumist ebausaldusväärseks. Grandi raames arendati laeva karilesõidu modelleerimiseks arvutusmeetod, mis samaaegselt arvutab laeva liikumisi ja tekkivaid vigastusi ning võtab arvesse kõiki peamisi hüdrostaatilisi ja –dünaamilisi jõude, mis laevu karilesõidu ajal mõjutavad. Laeva liikumisdünaamika arvutamisel võetakse lisaks jäiga keha liikumistele arvesse ka laeva dünaamilist läbipainet. Selleks kirjeldati kõiki mõjuvaid jõude samas arvutuskeskkonnas, milleks antud projektis on mittelineaarne lõplike elementide meetod. Selline meetod võimaldaks senisest täpsemini hinnata tekkivaid vigastusi ja annaks usaldusväärsemat sisendinfot laeva konstruktsioonide purunemiskindluse tõstmiseks. Vigastuste kirjeldust saab kasutada arvutusmudelites, mis vigastuse ulatuse põhjal ennustavad õnnetuse tagajärgi keskkonnale ja inimeludele.