Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

Απλοί αρμονικοί κυματισμοί. Γραμμική θεωρία. Εξίσωση διασποράς. Ενέργεια κυματισμών. Κυματισμοί πλοίου.

Τυχαίοι θαλάσσιοι κυματισμοί. Στοχαστική περιγραφή θαλάσσιων κυματισμών. Φάσμα ενέργειας θαλάσσιων κυματισμών. Φασματικές παράμετροι και εκτίμησή τους.

Αποκρίσεις πλοίου σε αρμονικούς κυματισμούς. Εξισώσεις κίνησης στο πεδίο συχνοτήτων. Τα προβλήματα περίθλασης και ακτινοβολίας. Υδροδυναμικές φορτίσεις. Πρόσθετη μάζα και απόσβεση. Δυνάμεις και ροπές διέγερσης από το κύμα. Συντελεστές απόκρισης. Πλοίο με πρόσω ταχύτητα σε πεδίο αρμονικού κυματισμού. Η θεωρία λωρίδων για υπολογισμό των κινήσεων λεπτόγραμμου πλοίου σε κυματισμούς.

Αποκρίσεις πλοίου σε τυχαίους θαλάσσιους κυματισμούς. Δοκιμές συμπεριφοράς πλοίου σε κυματισμούς. Το πρόβλημα εισόδου-εξόδου. Φάσματα και στατιστικά μεγέθη αποκρίσεων. Τυχαία συμβάντα (σφυρόκρουση, διαβροχή καταστρώματος). Επίδραση των κινήσεων του πλοίου σε επιβάτες και πλήρωμα. Κριτήρια υδροδυναμικής συμπεριφοράς σε κυματισμούς. Επίδραση της μορφής της γάστρας στη δυναμική συμπεριφορά σε κυματισμούς.

Πηδαλιουχία πλοίου. Εξισώσεις κίνησης. Ευστάθεια κίνησης. Υδροδυναμικές παράγωγοι γάστρας και πηδαλίου. Εξισώσεις κίνησης στο οριζόντιο επίπεδο. Εξίσωση Nomoto. Πηδαλιουχία πλοίου σε ήρεμη θάλασσα. Δοκιμές πηδαλιουχίας.

Μαθησιακοί στόχοι

 Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• Κατανοεί τις έννοιες του ενεργειακού φάσματος θαλασσίων κυματισμών και να υπολογίζει από αυτό τις φασματικές παραμέτρους που περιγράφουν την κατάσταση θάλασσας.
• Υπολογίζει τις δυναμικές αποκρίσεις του πλοίου στους θαλάσσιους κυματισμούς και την επίδραση των αποκρίσεων στο πλήρωμα και τους επιβάτες.
• Να αξιοποιεί τα αποτελέσματα της εκτίμησης της δυναμικής συμπεριφοράς σε θέματα βέλτιστης σχεδίασης της γάστρας για περιορισμό των κινήσεων.
• Να συγκρίνει διαφορετικές σχεδιάσεις ως προς τη δυναμική τους συμπεριφορά σε δεδομένες καταστάσεις θάλασσας.
• Κατανοεί τις έννοιες και τις σχεδιαστικές παραμέτρους σχετικά με την ευστάθεια κίνησης και την πηδαλιουχία του πλοίου.

Μέθοδοι αξιολόγησης

Γραπτή τελική εξέταση (70%) που περιλαμβάνει:

• ερωτήσεις θεωρητικού περιεχομένου
• επίλυση υπολογιστικών προβλημάτων

Αξιολόγηση ατομικών εργασιών (30%)

Βιβλιογραφία

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:

Γ. Αθανασούλης, Θ. Λουκάκης, 1997, «Υδροδυναμική και δυναμική θαλασσίων συστημάτων. Μέρος Α: Δυναμική και υδροδυναμική επιπλεόντων σωμάτων, Ευστάθεια και πηδαλιουχία πλοίου, Δυναμική συμπεριφορά σε θαλάσσιους κυματισμούς», Εκδόσεις ΕΜΠ, Αθήνα.

Faltinsen, O. M. (1990). Sea Loads on Ships and Offshore Structures. Cambridge, UK: Cambridge University Press. ISBN 0-521-45870-6.

Faltinsen, O. M. , 2006, Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles. Cambridge University Press. ISBN 0-521-84568-8.

Matusiak J., 2013, Dynamics of a Rigid Ship, Aalto University publication series, ISBN 978-952-60-5205-2.

J.N. Newman, 1977, “Marine Hydrodynamics”, The MIT Press, 1977.

G Price, 1974, Probabilistic theory of ship dynamics, Publisher: Chapman and Hall, 1974, ISBN 10: 0412124300 ISBN 13: 9780412124303

K.J. Rawson, E.C. Tupper, 2001, “Basic ship theory”, Butterwort-Heinemann.

E.V. Lewis, (Ed.), 1989, “Principles of Naval Architecture, Vol. III: Motions in waves and controllability”, The Society of Naval Architects and Marine Engineers.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

Applied Ocean Research, ISSN: 0141-1187

European J. Mech. B/Fluids, ISSN: 0997-7546

Journal of Engineering for the Maritime Environment, ISSN 14750902

Journal of Fluids and Structures, ISSN: 0889-9746

Journal of Fluid Mechanics, ISSN: 0022-1120 (Print), 1469-7645 (Online)

Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering, 08927219

Marine Systems & Ocean Technology, ISSN: 1679-396X (Print) 2199-4749 (Online)

Ocean Engineering, ISSN: 0029-8018