Transient response of a ship to an abrupt flooding accounting for the momentum flux

Numerical non-linear time domain simulation method for damaged ship motionsis presented. Floodwater motion modelling is based on the lumpedmass method with a moving free surface. The ship and floodwater motionsare fully coupled. The variation of the floodwater mass is accounted for. Amodel to account for the flooding ingress transporting the momentum is presented.The experiments of abrupt flooding have shown that the ship mayexperience the first large roll towards the undamaged side, especially when alarge undivided compartment is flooded. The presented time domain modelis validated against the experimental data on the roll damping of the floodedship and transient flooding. Two different initial stability conditions andtwo different compartment layouts are studied. Viscous dissipation of thefloodwater motions is modelled with an equivalent friction coefficient. Theimpact of the viscous damping is studied. Transient flooding tests show thatthe inflow momentum has to be accounted for when the undivided compartment is flooded. The simulation model is capable of capturing the impact of the inflooding jet and the first roll on the opposite side of the damage is reproduced.Peer reviewe

Model experiments of the transient response to flooding of the box shaped barge

Coupling of the flooded water and ship motions was studied experimentally.Roll decay tests for one flooded compartment and transient abrupt floodingtests were performed for the box shaped barge model. The tests were conductedto obtain information on the flooding process for the developmentof numerical tools and to provide validation data. Quantitative values onthe effect of flooded water on the roll damping were obtained. Flooded waterbehaves in a different manner in undivided and divided compartments.Flooded water in divided compartment increases roll damping significantly.In undivided compartment roll damping was high at low amount of floodedwater. For higher amounts damping was of the same order as for the intactmodel. Initial flooding is a complex process where the ship and floodedwater motions are coupled. Propagation of the flooding water inside thecompartment, at a dam-break type abrupt flooding, was studied by trackingthe surface of the flooded water. Image processing algorithm was used to obtain the tracked surface. Flooded water volume and its center of gravity were estimated from the tracked surface. Different internal layouts of theflooded compartment can lead to a totally different roll response. The infloodingjet plays an important role on the response in case of the undividedcompartment. While, for a divided compartment, asymmetric flooding dueto the obstructions, causes high heel angle on the damage side.Peer reviewe

Estimation of wave-induced vibration excitation based on ship model measurements

Tutkimuksessa on arvioitu aaltojen aiheuttamaa springing-herätettä mallikokeiden tulosten perusteella. Mallikokeissa on keulan alueelta mitattu paine useista pisteistä samanaikaisesti suurella taajuudella. Mallikoemittauksissa on ajettu mallia epäsäännöllisessä aallokossa eri aallonkorkeuden ja kohtaamiskulman yhdistelmillä. Springing-herätevoimaa ei olla aikaisemmin arvioitu mittaamalla suoraan paine useista pisteistä mallin kyljellä. Tutkimuksessa arvioidaan herätteen suuruutta, vaikutuskohtaa sekä herätteen luonnetta. Mitatuista painesignaaleista on interpoloitu paine rungon pinnalle paineantureiden välille. Paine on integroitu kaaren pinnan yli viivakuormaksi. Viivakuorman tarkastelu on suoritettu taajuustasossa. Herätevoimaa on tarkasteltu tietyllä taajuusalueella, josta on eliminoitu ensimmäisen kertaluokan kuormitus. Mallin ja aallokon kohtaamiskulmalla todettiin olevan vaikutusta herätevoiman suuruuteen aalloille altistuneen kyljen puolella. Sivuvastaisessa aallokossa herätevoimat olivat suurempia kuin vasta-aallokossa. Suurimmat herätevoimat vaikuttivat konstruktiovesiviivan olkapään etupuolella. Kaarikulmalla todettiin olevan myös vaikutusta voimien suuruuteen. Tämän tutkimuksen perusteella loivempi kaarikulma konstruktiovesiviivan korkeudella aiheuttaisi suuremman herätteen. Herätevoiman todettiin koostuvan jaksoittain toistuvista pienistä iskumaisista kuormista, jotka vaikuttavat konstruktiovesiviivan läheisyydessä. Todettiin tarvetta säännöllisen aallokon kokeille eri runkomuodoilla, jotka mahdollistaisivat tarkemman arvion kaarikulman vaikutuksesta herätevoimaan. Iskumaisten kuormien mallien vertailu säännöllisen aallokon mittauksiin voisi myös auttaa ymmärtämään ilmiötä paremmin