Dutch |English nl | en
Een  methode voor hydro-structurele analyse van schepen  Analyse Hydrodynamica Nevesbu

Een efficiëntere en meer accurate ontwerpmethode

“De koppeling tussen hydrodynamica en constructieve analyse is wat deze methode uniek maakt”, zegt Ana Maria Tocu, Lead Naval Architect bij Nevesbu. “Er is een methode ontwikkeld om de hydrodynamische belasting op schepen direct te linken aan FE (Finite Element) analyse zodat er accurater kan worden omgegaan met specifieke weerscondities op zee. Natuurlijk moeten schepen, zodra deze op zee zijn, intact blijven en goed en veilig kunnen opereren over de gehele levensduur.  Ons doel is om ervoor te zorgen dat zowel globale sterkte als sterkte van lokale constructieve details, voldoende is om operationele en weerspecifieke belastingen te weerstaan, zonder concessies te doen aan de economische en milieu-gedreven eisen die sturen op lichtere en efficiëntere constructies”.

Huidige praktijk, risico’s en beperkingen

In de huidige praktijk worden hydrodynamische berekeningen en FE-analyses over het algemeen strikt gescheiden uitgevoerd. Golfbelastingen, zoals versnellingen en golfbuigende momenten, worden berekend met lineaire potentiaal theorie. Vervolgens worden er door middel van de load combination approach belastingen bepaald die worden gebruikt voor constructieve analyse. Dit is een voorbeeld van een methode gebaseerd op regelgeving, waarin combinaties van extreme golfbelastingen worden bepaald om het FE-model te belasten. Deze methode geeft echter niet per se een representatieve ontwerpbelasting. De praktijk leert dat in het geval dat berekende spanningen niet-conform de regelgeving zijn, lastige discussies met klasse-organisaties ontstaan en eventueel extreme constructieve ontwerpmodificaties moeten worden gedaan. Ook zien we dat de direct calculation methodes worden gebruikt voor constructies die buiten de regelgeving vallen bijvoorbeeld door een atypische scheepsvorm.
 

Hydro-structurele link

“We zagen een aantal jaar geleden de kans en hadden de kennis en ervaring in huis om zelf een methode te ontwikkelen om de hydro-structurele analyses efficiënter te kunnen uitvoeren. Toen hebben we een kernteam met specialisten opgezet”, vertelt Ana Maria. “Het zijn geen simpele sommetjes die je zomaar even uitvoert. De berekeningen zijn echt complex en vergen specifieke kennis van hydrodynamica én van constructief ontwerp. Het doel dat we voor ogen hadden was dan ook om te komen tot één geïntegreerd systeem waar alles in zit, en dat is gelukt.”
 
Met het nieuwe softwarepakket, hebben we een directe link tussen het hydrodynamisch mesh en het FE mesh. De druk op de romp, veroorzaakt door de golven, kan dus direct worden aangebracht op het FE-model van het schip. Dit betekent dat het werken met onrealistische golfbelastingen of combinaties van golfbelastingen niet langer nodig is. Complexere aspecten zoals vermoeiing, niet-lineaire golfbelastingen en hydro-elasticiteit kunnen ook worden gesimuleerd in dit pakket. Normaal gesproken worden verschillende delen van de software gebruikt door de verschillende disciplines, maar uiteindelijk wordt alles gecombineerd in één model met een directe link naar het constructieve model. Voor Nevesbu is dit van groot belang, omdat alle kennis, ervaring en beschikbare tools kunnen worden hergebruikt.
 

Focus

Ons hoofddoel is consistentere en meer representatieve FE-resultaten verkrijgen, voor zowel extreme belasting als vermoeiingsbelastingen. “Voor het berekenen van extreme golfcondities maken we bijvoorbeeld gebruik van een niet-lineair model”, vertelt Lennart Buitendijk, werkzaam als naval architect bij Nevesbu en onderdeel van het kernteam. “Dit is noodzakelijk om realistische golfbelastingen te bepalen in extreme golven. Het is uniek dat de software niet alleen in staat is om dit uit te rekenen, maar ook kan linken aan het constructieve model. Wat je met name in extreme golfomstandigheden ziet, is dat niet-lineariteit een significant hogere belasting kan geven dan een lineair model.
 
 

Continue ontwikkeling

Jaren van kennisontwikkeling en onderzoek, en dan komt dat moment dat de methode staat. Alles is tot in detail uitgedacht en uitgewerkt, de benodigde software is aangeschaft, maar werkt het in de praktijk ook zoals beoogd? Lennart: “We hebben verschillende benchmarkstudies verricht om de hydrodynamische berekeningen in de praktijk te testen en waar nodig aan te scherpen. Bij een van de benchmarks hebben we gebruikgemaakt van de beschikbare data van een FPSO project. We hebben onze resultaten vergeleken met die van klasse en de uitkomst was goed. De resultaten kwamen overeen.” Ana Maria: “Onze methode werkt, dat hebben we nu met de benchmarks bewezen. Maar we zijn er nog niet. Onderzoek en verdere ontwikkeling zijn doorlopende processen. Ontwikkelingen staan niet stil en we willen de beste kwaliteit kunnen leveren.

Een uitgebreid artikel over de methode voor hydro-structurele analyse van schepen lees je in ons Ivormatie magazine.
 
Meer weten over dit onderwerp? Kees vertelt je graag meer. Neem contact op via 088 943 3400 of stuur een mail. 
Een methode voor hydro-structurele analyse van schepen
Vacatures Vind nu je droombaan bij het leukste ingenieursbureau van Nederland. Bekijk alle vacatures Bekijk ons magazine Ontvang de laatste versie van het Ivormatie magazine. Download magazine

Deze website maakt gebruik van cookies


Onze cookies verzamelen geen persoonsgegevens en helpen ons de site te verbeteren. Lees ons privacy statement.