Faglig innhold

Å forstå hvordan marine strukturer og skip reagerer på varierende hydrodynamiske laster er avgjørende for deres trygge og effektive design i offshore- og marineindustrier. Dette kurset utforsker hydrodynamiske fenomener, inkludert bølgeinteraksjoner, lastforutsigelser og stabilitet under ekstreme forhold, med fokus på både faste og flytende marine plattformer, samt fremadskridende fartøy.

Sentrale studieområder inkluderer lineære, svakt ikke-lineære (f.eks. bølgedriftlaster, økt motstand) og ikke-lineære bølgelaster og responsanalyse. Praktiske applikasjoner strekker seg fra standard til nye marine plattformer og fremadskridende fartøy. Scenarioene av interesse involverer primært tilfeller der potensiell strømnings påvirkning er dominerende.

Kurset begynner med en introduksjon til virkelige strømningsformuleringer og beregningsfluiddynamikk (CFD), etterfulgt av en undersøkelse av potensialstrømningsmetoder. Studentene vil delta i dyptgående utledninger av grenseelementmetoder (BEM) og panelmetoder, sammen med en kortfattet diskusjon om harmoniske polynomceller (HPC) metoder. Temaene inkluderer eksterne bølgeinteraksjoner med marine strukturer og fartøy under lineære, svakt ikke-lineære og fullt ikke-lineære forhold, samt lineære og ikke-lineære sloshing-strømmer i delvis fylte tanker.

Kurset tar for seg resonansfenomener i både stive og fleksible strukturer (f.eks. fjæring, ringing, pisking, hydroelastisk oppførsel) og i væsker (f.eks. sloshing). De undersøkte scenarioene involverer responser indusert av kontinuerlig bølgeaktivitet og transiente fenomener, som slam og vann på dekk, under ekstreme forhold.

Læringsutbytte

Ved fullføring av kurset vil studentene kunne:

• Beherske Hydrodynamiske Prinsipper: Forstå dyptgående matematiske og fysiske prinsipper for å evaluere bølgeinduserte bevegelser og laster på marine strukturer, ved bruk av både lineære og ikke-lineære potensialstrømsteorier.
• Utvikle Ferdigheter i Numeriske Metoder: Anvende avanserte numeriske metoder, spesielt BEM og panelmetoder, og utvikle verktøy for å forutsi hydrodynamiske laster og bevegelser i komplekse marine miljøer.
• Analysere Bølgeinteraksjoner og Resonans: Kritisk vurdere bølgeinteraksjoner og resonanseffekter i marine strukturer og væskemiljøer i forskjellige hydrodynamiske scenarier.
• Anvende Teoretisk Kunnskap i Reelle Utfordringer: Omsette teoretiske innsikter til praktiske løsninger, som adresserer fenomener som slag, vann på dekk og sloshing, og vurderer deres innvirkning på stabilitet og sikkerhet.
• Integrere Hydrodynamiske Vurderinger i Strukturell Design: Inkludere prediksjoner av hydrodynamiske laster og stabilitetsanalyser i design av robuste, effektive offshore- og marine strukturer.

Læringsformer og aktiviteter

Kurset er basert på teoretiske forelesninger, tilpasset klassenes størrelse og behov, for å skape en interaktiv læringsopplevelse.

Studentene vil gjennomføre øvelser gjennom kurset; disse er individuelle oppgaver som kreves for eksamensrettighet, men samarbeid med medstudenter oppmuntres, da det kan styrke forståelsen og fremme en dypere tilnærming til problemløsning. Øvelser skal leveres etter kursets slutt.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Spesielle vilkår

Anbefalte forkunnskaper

Kurset krever kunnskaper tilsvarende emnet TMR4215 Sjøbelastninger.

Kursmateriell

O.M. Faltinsen: Lecture notes about sink-source methods and wave-induced loads.

O.M. Faltinsen: Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge University Press, 1990.

O.M. Faltinsen: Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, Cambridge University Press, 2005.

O.M. Faltinsen and A. N. Timokha: Sloshing, Cambridge University Press,2009.

Ytterligere materiale tilgjengelig på kursets online plattform.

Studiepoengreduksjon