Onderzoek naar de invloed van verbreding der slingerkielen op de slingereigenschappen van het visserijonderzoekingsvaartuig WILLEM BEUKELSZOON

if

Intern rapport no.16.

Laboratorium voor

Scheepabouwkunde.

Onderzoek betreffende de invloed van verbreding der Blingerkielen op de slinjereigenachappen van bet

visaerj-onderzoekLnsvaartuig"Wil1em Beukelaz?

door

ir. LO. Meyer.

Laboratorium voor

Scbeepsbouwkunde,

Prof .Mekelweg 2, Deift.

Intern RapDort no.16.

Onderzoek betreffende de invloed van verbreding der slingerkielen op de aiinçereigenBcbappen van bet

visse4-onderzoekingavaartuig"Wiiiem

Beukelaz

door

ir.LC.Meer.

Inleidin: B1.j oen be8preking betreffende verbetering

-van

de stabiliteit van de t'Wiilem Beukelsz"kwani

ter aprake, dat

tegenwoordig bij viaseresohepen elingerkielen van 25 cm hoogte worden toegepast in plaata van 20 cm zoals bij de "Willem

Beuke],ez" bet geval is. Of biermede een

belang-rijke verbetering zou kunnen worden bereikt,was

niet zonder meer te overzien, dear in bet geval.

van de "Wiflem Beukelsz" eon zeer groot aandeel in de elingerdemping moest worden toegeacbreven aan stafkiel en roer.

Besloten werd, een eenvoudig -onderzoek uit

te voeren onder gebruikmaking van een beachik-bear model en reeds

aanwezige apparatuur.

Ret model van de "Willem Beukelaz" (no.21) werd

uitgerust met

een exeitator en een

hook-veranellingemeter, waaruit door dubbele into-gratie een meat voor de slingerhoeken kon

wor-den bepaald.

Met eon verfproef werd eerst de pleats der

kimkielen bepaald. Deze proef wilde siechte bij

zeer grote sneiheid Biegen; gevonden werden stroomlijnen, die vrijwel samenvielen wet eon kim-sentiijn. De gevonden lijn week stark af

van die,

Wolke

door de beer Balban was gevonden

-2-Laboratorium- voor Scheepebouwkunde, Prof .Mekelweg 2, Deift.

-2-en aan de band wearvan de buidige kimkiel-2-en

waren geplaatst.

De kimkielen

werden zeer

algemeen gevari-eerd. De resultaten waren

helaaè

onbetrouwbaar

i.v.m. bet gebruikte meetinstrument, zodat de proeven werden afgebroken in afwachting van bet

beschikbaar

komen

van een horizon-gyroecoop, waarmee de alingerhoeken direct konden worden geregistreerd. Met deze apparatuur werden

me-tingen verriclit aan bet model, waarbij

siechte

kimkielen van 20 en 25 cm hoogte op de originele

pleats

werden vergeleken.

De proeven zijn inkiddels afgesloten en

hebben geleid tot de conclusie, dat

verbreding

met 5

cm siechte een zeer

geringe

verbetering oplevert.

In.richting der proeven:

Voor bet onderzoek werd gebruik

gewaakt

van

bet bestaande model

no.21,

waarbij van de

vo].-gande gegevens werd uitgegaan:

scheel i.

13,5;

modelgewi oht

.'121,2 kg (overeenkomende met een

scheepagewicht van 312 t

in zeewater);

eigen slingertijd

- 1,65 sec (d.i. voor bet echip

1,G5!/. 6,1 sec);

modeleneiheid

O en 0,6 rn/eec (schip: V8 . O resp.Zl.,3

ku)

In verband met bet vergelijkend karakter der proeven

werden aen bet model

geen verdere eisen

gesteld.

De slingerhoeken werden

continu ger

_egistreerd op tijdbasis; als opnemer fungeerde een

-3-Laboratorium voor Scheepsbouwkunde,

Prof.Mekelweg 2, Deift.

-3-horizon-gyroscoop. 0m een ongestoorde registratie

mogelijk te maken, werd bet model door zijn eigen

voorttuwer voorthewogen, waarbij bet via een

electriache as (magslip) werd gestuurd.

Methoden van onderzoek:

Het onderzoek werd volgene de drie hierna te

noernen methoden uitgevoerd:

Ret

model werd door middel van twee

excen-triach roterende

gewichten,

waurvan bet

gezamen-lijke zwaartepunt alicen een dwarsscheepse

ver-plaatsing onderging, in

gedwongen slingering

ge-bracht. Uit de

registratie

werden

resonantie-krommen earnengeateld. (de

amplitude der

slinger-hoek:

werd ultgezet op basis van de

slinger-frequentie f)

Ret

model werd door aanstoten in vrije

sun-gering gebracht, waarna de uitputtingskrommen

met elkaar werden vergeleken.

Ret model werd dware

op onregelmatige golven

gelegd.

De slingerhoeken en golftioogten werden

continu als Lunotie van de tijd genieten. De

duur van de proeven was gelijk aan enkele malen

de periode van het gebele ingestelde

goifapec-trum De

verkregen krommeri werden

_statistisch

geanalyseerd volgenc de

intervallen methode.

Resultaten;

1) Figuur I toont de resonant.tekrowuen bij

ge-dwongen slingeren in viak water. Stilliggend

werd eezi verinindering van de maxininin alingerkioelc

met 3 % gevonden tengevolge van hat verbreden

der kiinkielen, terwij]. bi,j een eneiheid van

0,6 rn/sec de verbetering

ongeveer 10 % bedroeg.

2) In figuur 2 le een

uitputtingskrome getekend

cran de gedempte, vrije alingering. De opgenomen

-4-Laboz'atorjum voor _{Soheepsbouwkunde,} Prof .Mekelweg 2, _Deift.

krominen bleken vrijwei. geheel _{samen te vallen.} Bieruit is dus goen verbetering gebleken.

Eon lets nauwkeuriger

Vergelijking sohljnt

nogelijk door bepalin _van

_{bet 1ogaritbtn1sc}

lecreinent,

Hlerbij moot echter

_{voorzicbtg te}

Werk gegaan worden, daar de nullijn niet zuiver

te bepalen is

en vaak ook niet recht is tengevol-ge van aecundaire

_bewegingen,

die ontatsan door

bet vrij wlllekeurje _{aanatoten van bet model.}

Voor bet logarithmjgch _{decrement kan}

geschre-ven worden:

T,

waarin _{an twee}

opeenvolgende ainplituden

van gelijk teken _voorstellen,

T a

_{alingerpertode,}

X,a dwarstraaghejdamoment, Ivi. halve

T en

_{kunnen bij}

_{de verechiflende proeven}

constant worden verond;rsteld1

_{zodat de}

vergelij-king In de verbouding

_j1

_{gevonden kan worden.} 0m de lijn _{- O te eliineren betrekken we} even-eens twee Bmplituden van tagengeate _{teken in}

de verge]ijking; _{io kunnen we voor ón}

geval stellen:

,1 1'

en _{zijn eeu halve periode versoboven} t.o.v. reap. _en

Deze vergelijkjng kan worden omgewerkt _tot:

-

_o.

Op de geachetete wijze werd C bepaald _{voox de}

verBchil].ende vrije _{slingerproeven, waarbij bet}

gemiddelde tuseen _{enke].e opmetingen werd genomen:}

Laboratorium voor ßcheepeboiiwkunde,

ProZ.Mekelweg 2, Deift.

-5-Thbel 1. Waarde van C. Naschrift:

Wederom valt praktisch geen

verbetering aan te

wijzen.

3)

In de tabellen 2 en 3

zijn de gemiddelde

alingerhoeken berekend, evenala de

gemiddelde goifboogten, die zijn opgetreden tijdena bet

aljngeren in onregelmatige golven. Bij de proef met 20 cm kimkielen

bleek

de hoek 8,10 te

bedra-gen bij eon golfhoogte van

5,5 cm.

Met 25 cm kimkielen was dit reep.7,7° en 5,6 cm.

Voor 5,5

cm zou de laatstgenoemde hoek globaal x

71°1mr. bedragen, zodat een

ver-betering van

_'a,i

x 100 % - 6,2 % valt te constateren. De bij deze proeven behorende

hiato-gramuien zijn in £ig.3 weergegeven.

Dat de verbetering siechte gering kan zijn,

is te verwachten,

daar 25 % verbreding

der

kim-kleien siechte een gering deel uitmaakt va bet

totale dempende opperviak, waaronder ook de etaf-kiel en bet

roer

gerekend moeten worden.

Delft, 20 januari 1958.

-6

y -

O rn/eec. y -

06 ui/sec. Jioogte kirn-kleien 20 cm 1,53 1,40 25 cm 1,54

1,55

Laboratorium voor

Scheepsbouwkunde,

Prof .Mekelweg 2, Deift.

Tabel 2.

-6-A - amplitude van golthoogte of

elingerhoek in mm Sefram,

f

aental malen dat A is voorgekonien.

I N

20 cui kimkielen

25 cui kimkielen

A-achaal:

1

golf 10 mm S

28,5 mm

boek10nimS8,410

A-achal:

j6].lOtnmS30,7mm

hoek 10 mm S

6,54e

20)18

18)16

16)14

14Y12

1210

1078

8>6

6)4

4)2

2)0

n II fi n II I il II ft ¡I II II 'I H n H n n N li N H N N n H II R

I

N

k-schaal

n

0)-2

:

-2>-4

! 13

-47-6

::

25

-67-8

26

-8>-10

20

-10)--12

19

-12>-14

13

-14>-16

19

-16)-18

3

-18)-254

1246

-7

-39

-125

-182

-180

-209

-169

-285

- 51

-76

-1323

N

hoek

golf

10mm S8,41°

10mm S3O,7cnm

f

hook

10mm S8,5

o

3 12

19

16

25

29

16

15

I

î

9

19

25

33

17

20

11 1 O

299

-77

272

nullijn:

-0,26 mui

-0,06 mm

7

f.A

f

f.A

f

f.A

n H

-

2 38

I

19 51 2

34

I

₁₇

180

9

135

7

105

247

22

286

20

260

176

' ₃₁

341

₁₇

₁₈₇

225

:: 33

297

39

351

203

37

259

29

203

II

80

,42

210

30

150

45

23

₆₉

26

78

I

15'

15

18

18

1208

H 'I

1684

1388

N n

-1

18

-18

7

-7

-27

29

_-87

1

_-45

-95

3o

-150

30

-150

-175

_N

32

-224

27

-189

-297

_:

37

-333

35

-315

-187

30

-330

39

-429

-260

17

-221

20

-260

-165

13

-195

ILl.

-210

-17

6

-102

L'.

-68

-,

- -152

-1224.

:

_I

-1812

_-1673

-16

Ll.36

- 128

₃₇₉

-285

d

golf

10uim S28,5mm

I

19

7

119

7

105

18

234

16

₁₇₆

26

23k

27

189

22

110

1'7 51

9

9

20 cia kimkielen:

Efectievé golzhoogte (r.u1.a.)

Effectieve slingerhoek( 25 cia kiinkielen: Effeotieve golfhoote (r.ms.) I,

.2,85

55,1 mm

.0,841 - 8,1°. .3,07 . 56,0 mm Jrfectieve elingerhoek( I'

) -

_{2.V_9}

.0,854

7,7e.

20 cm kimklelen 25 cm kimkielen

golf hoek golf hook

a

-/A! f f./A/' f Z . /A!' f

f //

0<2

16 16 2 2

₃₅

₃₃

25

25

2

(4

30 270 ?

216

52

468

41

369

4<6

¿.7 _11'75

₃₅

₈₇₅

72

1800

60

1500

6 (8

53 2597 5k 2646 69 3381 56 27144 8<10

46

3726 58

4698

70

5670

74

599k 40Ç12 35 4235 33 3993 61

7381

56 6776

-12Ç14 31

5239

39

6591

39

6591

40 6760

14Ç16

26

5850

23

5175

22

4950

21

4725

16<18

10.

2890

4

1156

8

2312

5 11445

18<20

5

1805 0 0 10 3610 1 361

299

27803

272

2552 436

36196

37930699

schaal

2,85 mm/mm

0,841

O/

3,07 mm/mm

0,854

Laboratorium voor Sobeepsbouwkuflde1

Prof .Mekelwe 2, Deift. Ç)

-7-Thbel 3. 20 cm kimkielen.

/ 13 12 11 lo g 8 7 6 5 SLINGERHOEK f (graden) + 100 Vt ü rn/sec. o kk2Oc.m. akk25c.m. G * _100 v0.6 ")ec. kk 20cm. + kk 25c.m. D 4

46

+4 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 SLINGERFREOUErJT,E

+

FIG.1 _{RESONANTIEKROMMEN BU GEDWONGEN SLINGEREN IN VLAK WATER.}

,TJyv-'-ww-lOsec.

FIG. 2 _{UITPUTTINGSKROMME SU VRUE SLINGERING.}

en 0.6 _{20 en 25c.m. kimkieten.} 4 3 2 i 4 L A

FIG.3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0

2 4 6

8 10 12 14 16 18 20 (Al

(Al

HISTOGRAM 25c.m KIMKIELEN. f 6050 - 40-30 2010 -f. 70 60 50 40 30 20 10 -GOLF. f 60 50 40 30 20 10 SLINGERHOEK. O 2 HISTOGRAM 4 6 8 10 12 20 cm. 14 GOLF. 16 KIMKIELEN. 16 20 0 (Ai f. 70 60 se 40

-

3-20 10-2 4 6 8 10 12 SLINGERHOEK. 14 16 18 20 (Ai