Estudio del balance paramétrico autoexcitado de buques para la evaluación de estrategias preventivas

[Resumen] La resonancia paramétrica es una inestabilidad dinámica que afecta a los buques y que puede generar movimientos de balance de elevada amplitud. El diseño de sistemas de prevención y detección es necesario para evitar las consecuencias de la misma. Los objetivos de la presente tesis doctoral son la caracterización de dicho fenómeno para la elaboración de estrategias de prevención y el desarrollo de un sistema de detección del mismo en el corto plazo. Para determinar la influencia que los distintos parámetros implicados tienen en el desarrollo de dicho fenómeno y analizar el nivel de riesgo del buque en una determinada condición, se han aplicado técnicas numéricas así como ensayos experimentales. Asimismo, se ha desarrollado un sistema de predicción basado en redes neuronales, que a través del análisis del balance del buque es capaz de detectar la aparición del fenómeno de resonancia. Ambas propuestas, basadas en el análisis de dos buques de pesca de tamaño medio, resultarán de directa aplicación para la futura obtención de un sistema de alerta, detección y prevención del fenómeno de balance paramétrico autoexcitado.[Resumo] A resonancia paramétrica é unha inestabilidade dinámica que afecta aos buques, e que pode xerar movementos de balance de elevada amplitude. O deseño de sistemas de prevención e detección é necesario para evitar as consecuencias da mesma. Os obxectivos da presente tese de doutoramento son a caracterización de devandito fenómeno para a elaboración de estratexias de prevención e o desenvolvemento dun sistema de detección do mesmo no curto prazo. Para determinar a influencia que os distintos parámetros implicados teñen no desenvolvemento de devandito fenómeno e analizar o nivel de risco do buque nunha determinada condición, aplicáronse técnicas numéricas así como ensaios experimentais. Así mesmo, desenvolveuse un sistema de predición baseado en redes neuronais, que a través da análise do balance do buque é capaz de detectar a aparición do fenómeno de resonancia. Ambas as propostas, baseadas na análise de dous buques de pesca de tamaño medio, resultarán de directa aplicación para a futura obtención dun sistema de alerta, detección e prevención do fenómeno de balance paramétrico autoexcitado.[Abstract] Parametric roll is a dynamic stability issue affecting ships that may lead to large amplitude roll motions. The design of prevention and detection systems is necessary to avoid its consequences. The objectives of this thesis are to characterize the phenomenon of parametric roll in order to develop preventive strategies and to design a short term prediction system. In this thesis, both numerical and experimental approaches have been applied to analyze the influence of the different parameters involved in the development and amplitude of the phenomenon and to determine the risk level of the ship in a given condition. Moreover, a preliminary detection system based on artificial neural networks has also been developed. Both proposals, based on the analysis of two fishing vessels, have a straightforward applicability in the development of parametric roll alert, detection and prevention systems

Applicable Solutions in Non-Linear Dynamical Systems

From Preface: The 15th International Conference „Dynamical Systems - Theory and Applications” (DSTA 2019, 2-5 December, 2019, Lodz, Poland) gathered a numerous group of outstanding scientists and engineers who deal with widely understood problems of theoretical and applied dynamics. Organization of the conference would not have been possible without great effort of the staff of the Department of Automation, Biomechanics and Mechatronics of the Lodz University of Technology. The patronage over the conference has been taken by the Committee of Mechanics of the Polish Academy of Sciences and Ministry of Science and Higher Education of Poland. It is a great pleasure that our event was attended by over 180 researchers from 35 countries all over the world, who decided to share the results of their research and experience in different fields related to dynamical systems. This year, the DSTA Conference Proceedings were split into two volumes entitled „Theoretical Approaches in Non-Linear Dynamical Systems” and „Applicable Solutions in Non-Linear Dynamical Systems”. In addition, DSTA 2019 resulted in three volumes of Springer Proceedings in Mathematics and Statistics entitled „Control and Stability of Dynamical Systems”, „Mathematical and Numerical Approaches in Dynamical Systems” and „Dynamical Systems in Mechatronics and Life Sciences”. Also, many outstanding papers will be recommended to special issues of renowned scientific journals.Cover design: Kaźmierczak, MarekTechnical editor: Kaźmierczak, Mare