Tesi di laurea di Statica della nave

Dimensionamento di Massima di una Product Carrier

BP OA OS OA DES251.55 262.02 261.87 48.05 20.55 13.31

Tabella 2.1 - dati di progetto

Dove:

• L : lunghezza tra le perpendicolari
• BP- L : lunghezza fuori tutto
• OA- L : lunghezza massima di carena
• OS- B : larghezza massima
• OA- D: altezza di costruzione
• T : immersione di progetto

DES Tesi di Laurea in Ingegneria Navale 14

2.2 MODELLAZIONE CARENA

2.2.1 SEZIONI

Archimedes esegue i calcoli mediante sezioni trasversali. Sezioni longitudinali e orizzontali non sono necessarie e perciò sono eliminate. La carena è sezionata mediante 20 ordinate distanziate longitudinalmente di x= 12.577 m (corrispondente a L /20), per meglio descrivere le forme di carena si aggiungono delle sezioni BP aggiuntive nella zona prodiera (-1cm dall'estremità) e nella zona poppiera (+1cm dall'estremità), zone a rapido cambiamento delle aree trasversali immerse, si riportano le coordinate delle sezioni e la loro

Figura 2.1 - distribuzione longitudinale delle sezioni

Tesi di Laurea in Ingegneria Navale 15

Dimensionamento di Massima di una Product Carrier Anno accademico 2021/2022

2.2.2 MODELLAZIONE DELLA CARENA SU ARCHIMEDES

Importate le sezioni su Archimedes, si procede alla modifica delle stesse per verificare la correttezza dei calcoli.

Gli accorgimenti che vanno fatti sono:

1. Si considera esclusivamente la parte di scafo stagna, coincidente con la parte

sottostante il ponte delleparatie e posta ad una quota pari all’altezza di costruzione D= 20.55m. Le varie sezioni andrannoquindi abbassate (fig. 2.2 & 2.3):

2. La presenza del bulbo e della superficie dalla quale fuoriesce l'asse portaelica comportano lanecessità di modificare la quota trasversale di alcuni punti, poiché in queste zone l'area trasversale èdiscontinua ed è dovuto alla presenza di punti di controllo incrociati che impediscono il correttosvolgimento dei calcoli:

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2.3 CALCOLI IDROSTATICIIl sistema di riferimento è posizionato in corrispondenza dell’intersezione tra la linea di base (BL) e la PPAD.

2.3.1 CARENE DRITTEArchimedes richiede come input il range di immersioni tra

Cui fare i calcoli, l'intervallo di calcolo e il TRIM:

• T = 1 m; MIN
• T = 20 m; MAX
• STEP= 1 m;
• TRIM= 0 m.

Per ogni metro di immersione Archimedes restituisce come risultato:

• Volume di carena in [m³]; ∇: 3
• Δ: Dislocamento in [t], dove Δ= γ*∇ e assumendo γ= 1.025 t/m
• VCB Coordinate verticale del centro di carena in [m];
• LCB: Coordinate longitudinale del centro di carena in [m];
• LCF: Coordinate longitudinale del centro della figura di galleggiamento in [m];
• A : Area della figura di galleggiamento in [m²]; WL
• KML: quota del Metacentrico Longitudinale rispetto alla linea di chiglia K in [m];
• KMT: quota del Metacentrico Trasversale rispetto alla linea di chiglia K in [m].

I dati sono successivamente stati esportati su un foglio di calcolo Excel ed elaborati.

Di seguito si riportano i tabulati delle carene diritte (Tab 2.3) e i relativi grafici (graf. 2.1&2.2):

Table of Hydrostatic Properties

3( Trim = 0.000 [m], at Density = 1.025 [t/m³],

TCB = 0.000 [m] )T Δ A VCB KMT KML LCB (da PP ) LCF (da PP ) LCB (da PP ) LCF (da PP )∇ WL AD AD AM AM3 2[m ] [m ][m] [t] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m]

1 8107 8309 8620 0.513 163.0 3353 139.53 138.98 13.75 13.20

2 17008 17433 9120 1.032 86.8 1805 139.10 138.47 13.32 12.70

3 26282 26939 9409 1.551 60.0 1257 138.79 138.01 13.02 12.23

4 35800 36695 9615 2.070 46.62 970.2 138.52 137.57 12.75 11.79

5 45497 46634 9772 2.588 38.69 792.4 138.28 137.14 12.50 11.37

6 55343 56727 9917 3.106 33.51 676.0 138.02 136.45 12.24 10.68

7 65333 66966 10061 3.625 29.95 595.1 137.70 135.49 11.93 9.71

8 75467 77354 10209 4.146 27.42 536.2 137.33 134.24 11.55 8.47

9 85753 87897 10365 4.668 25.58 492.6 136.87 132.70 11.09 6.93

10 96201 98606 10539 5.193 24.21 461.3 136.31 130.81 10.54 5.04

11 106837 109508 10726 5.722 23.16 438.4 135.66 128.73 9.88 2.96

12 117655 120596 10902 6.253 22.35 418.8 134.93 126.80 9.15 1.03

13 128625 131840 11029 6.786 21.69 397.2 134.17 125.42 8.39 -0.36

14 139695 143187 11107 7.318

Tabella 2.2 - CARENE DIRITTE

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Anno accademico 2021/2022

2018 10^-4 [m^3] ∇1614 10^-4 Δ [t]12 10^-3 AWL[m^2][m]10T VCB [m]8 10^-1 KMT [m]64 10^-2 KML [m]20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Grafico 2.1 - carene diritte

20 LCB (da PPAM) [m] 15 LCF (da PPAM) [m] [m] 10T 50-2,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 x from PP AM

Grafico 2.2 - carene diritte - LCB e LCF da PPAM

Dal grafico 2.1 si possono osservare: - e Δ: presentano un andamento monotono, strettamente

crescente all'aumentare dell'immersione (le∇ 3curve si discostano di un fattore γ, assunto pari a 1,025 t/m );

- A ha andamento crescente, a basse immersioni vi sono i contributi del bulbo e della superficie diWL: fuoriuscita dell'asse portaelica, mentre al di sopra di tale soglia le murate sono quasicostantemente verticali e non vi sono altri contributi e l'andamento sarà pressoché verticale;

- z : ha andamento monotono strettamente crescente, tendenzialmente lineare, all'aumentareB dell'immersione; Tesi di Laurea in Ingegneria Navale 18Dimensionamento di Massima di una Product Carrier Anno accademico 2021/2022

- KMT ha andamento decrescente all'aumentare dell'immersione poiché è definita come:

KMT=R + zT B

dove:

1. R =I /∇xT

2. I : momento d'inerzia baricentrico della figura di galleggiamento rispetto ad un asse longitudinale,x il quale non varia repentinamente con il variare dell'immersione,

carena risultano più piene nellazona del corpo d'uscita;- LCF: ha lo stesso andamento di LCB per i motivi di cui sopra, ma oltre i 16 m si nota un avanzamentodel centro della figura di galleggiamento dovuto alle forme delle linee d'acqua nella zonaprodiera.

2.3.2 BONJEAN

Permette di ottenere le Aree Trasversali Immerse, ad una data immersione, in funzione dell'ordinata.

Archimedes richiede come input:

• T: immersione in [m];
• TRIM= 0 m.

È necessario effettuare delle modifiche alle ordinate, le sezioni precedentemente utilizzate non sono adatte ai calcoli delle aree trasversali poiché si possono generare delle discontinuità nell'integrazione tra due diverse sezioni. Per ovviare a ciò, si cancellano le precedenti ordinate da Freeship e si raddoppiano le stesse, posizionandole rispettivamente a +/- 1 cm delle precedenti (fanno eccezione le sezioni d'estremità). Successivamente si esportano le sezioni su Archimedes e si sistema.

come fatto precedentemente.Il calcolo è effettuato manualmente iterando, con STEP= 1m, da T = 1 m a T = 20 m. Per ogniMIN MAXimmersione, sono stati esportati i dati su un foglio di calcolo Excel e successivamente uniti per l'elaborazione.

Di seguito si riportano le aree trasversali immerse in funzione dell'immersione T[m] e della coordinatalongitudinale e il verticale integrale (graf. 2.3):

Tesi di Laurea in Ingegneria Navale 19Dimensionamento di Massima di una Product Carrier Anno accademico 2021/2022

0.00 0.00 1.31 3.42 10.53 21.21 43.42 68.72 99.21 130.66 191.28 239.417
0.00 0.00 1.33 3.44 10.59 24.63 53.87 86.74 124.66 162.66 233.20 286.588
0.00 0.00 1.35 3.46 10.81 29.05 66.82 108.20 153.76 197.98 277.05 334.339
0.00 0.00 1.37 3.48 12.28 36.14 83.80 133.91 186.62 236.31 322.52 382.3510
0.00 0.00 1.54 4.53 18.28 48.56 106.09 164.13 222.89 277.21 369.19