Appunti del corso di Dinamica della nave

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Revisionato il 18/07/2026

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Appunti del corso di Dinamica della nave del professore Giuliano Vernengo seguito l'anno accademico 2021/2022. Appunti presi durante le lezioni in presenza. Nelle ultime pagine sono presenti …

Esame Dinamica della nave

Facoltà Ingegneria

Università Università degli studi di Genova

A.A. 2021-2022

150 pagine

Appunti esame

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Estratto del documento

Dinamica della nave

Il nostro scopo è quello di caratterizzare la risposta della nave dal punto di vista dei moti nei 6 gradi di libertà, dati da improvvise accelerazioni e carichi d'onda. Influisce anche la resistenza aggiunta dovuta alle correnti. Influisce anche l'operatività della nave dal punto di vista della sicurezza e del comfort.

La resistenza aggiunta causa due effetti: riduzione di velocità voluta e non volontaria. Propendere verso forme meno dimensionamento in fase progettuale. Dal punto di vista della valutazione dei corridoi d'onda dove andrò a valutare i momenti flessioni e momenti torcenti. Ma anche i carichi impulsivi (slamming). Mantenere a caratterizzare gli effetti indesiderati che sono slamming e green water.

Caratterizzazione della risposta

Il nostro scopo è quello di caratterizzare la risposta della nave dal punto di vista dei moti nei 6 gradi di libertà, dati da rullare, accelerazioni e carichi di moto. Influisce anche la resistenza aggiunta dovuta alle azioni esterne. Influisce anche l'operatività della nave dal punto di vista della sicurezza e del comfort.

Resistenza aggiunta causa due effetti: riduzione di velocità voluta e non volontaria
Propulsione infine come dimensionamento in fase progettuale
Dove andremo a valutare i momenti flessioni e i momenti torcenti
Le andrei a valutare i sovraccarichi d'onda, ma anche i sovraccarichi impulsivi (slamming)

Risposta navale e effetti indesiderati

Moti 6 gradi di libertà (gdof)
Accelerazione
Carichi d'onda
Sicurezza
Operatività
Resistenza aggiunta
Riduzione velocità

Andremo a caratterizzare gli effetti indesiderati che sono slamming e green water.

Modelli di studio

Per studiare la risposta della nave avremmo bisogno di:

Modello per onde regolari (base del corso: teoria lineare, questo per usare il principio della sovrapposizione degli effetti. Sommiamo tutte le porzioni di un’onda irregolare che incide sulla nave)
Modello per il mare irregolare (necessario per questo studio)

Per l’utilità di modelli lineari posso sommare il modello di onda regolare e mare irregolare. Nel corso trattiamo le cosiddette onde di corso, ovvero il moto ondoso generato dalla corrente. Importante è l'indirizzo da prendere appunto perché la risposta della nave è una risposta complessa.

Seakeeping

Che cos’è la tenuta al mare? (Seakeeping) Studio delle oscillazioni (6 gradi) durante la navigazione della nave in mare mosso. I solidi di Seakeeping attualmente stabili a livello industriale sono quelli della strip theory, metodo introdotto negli anni '70.

Come si studia il Seakeeping?

Prove in mare
Prove in vasca
Calcoli CFD

Modello per onde regolari

Per onda regolare si intende un'onda cilindrica sinusoidale che può essere descritta come:

η = a sin(kx - ωt)
η = profilo onda
a = ampiezza onda
k = n° d'onda → k = ^2π/_λ
λ = lunghezza d'onda
ω = frequenza onda
ω = ^2π/_T
T = periodo d'onda

Asse riferito al tempo
z - φ = superficie libera indisturbata
Proviamo a rappresentare l'onda in 3D:
ζ = superficie libera indisturbata.
ζ(x,y,z,t) = 0
D = dominio fluido
f(x,y,z,t) = 0 (funzione che descrive forma fondale)

Ipotesi di studio

Fluido perfetto
Moto irrotazionale
Teoria a "potenziale"
Φ = potenziale (scalare) di velocità
V⃗ = ∇Φ vettore velocità delle particelle fluide
gradiente del potenziale definito come: ∇ = i ^∂/_∂x + j ^∂/_∂y + k ^∂/_∂z

Relazione velocità-potenziale
Eq. di Laplace (Equazione di campo)
∇²_Φ = 0 in D (Domini fluido)
Laplaciano → ∂²_Φ / ∂x² + ∂²_Φ / ∂y² + ∂²_Φ / ∂z² = 0
Tutto quello che è aria non influenza il problema.

Condizione al contorno nel fondale (condizione di non penetrazione):
→ = 0 o vero: ∂/∂t + ∂/∂x v_x + ∂/∂y v_y + ∂/∂z v_z = 0

Derivata totale (materiale) con = ∇Φ = [v_x, v_y, v_z]= [ ∂Φ/∂x, ∂Φ/∂y, ∂Φ/∂z ] → ∂/∂x ∂Φ/∂x + ∂/∂y ∂Φ/∂y + ∂/∂z ∂Φ/∂z = 0 con ∇Γ·∇Φ = 0 → = 0

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