MARIN - Jaarverslag - Achtergrondresearch, 1991

(1)

(2)

A c h t e r g r o n d r e s e a r c h MARIN 1991

Maritiem Research Instituut Nederland

INHOUDSOPGAVE 1 DE ACHTERGRONDRESEARCH I N 1991 ,. . o .. . .. . . . 2 1.1 A l g e m e e n o 1.2 I n s p a n n i n g e n i n 1991 3 1.3 B e l a n g r i j k e r e s u l t a t e n en o n t w i k k e l i n g e n . . . 5 1.4 Samenwerking met u n i v e r s i t e i t e n . „ 6

2 SAMENVATTING VAN DE BEREIKTE RESULTATEN 7

2.1 C o m p u t a t i o n a l F l u i d Dynamics 7 2.2 G e a v a n c e e r d e schepen 13 2.3 O p e r a t i o n e l e a s p e k t e n 15 2.4 Computer A i d e d D e s i g n 2 1 2.5 F l o a t i n g o f f s h o r e s y s t e m s 26 2.6 N a u t i s c h o n d e r z o e k en t r a i n i n g 27 2.7 Systemen. 29 2.8 D i v e r s e n 3 3 2.9 Economische r e s e a r c h (MERC) 3 7

3 WETENSCHAPPELIJKE KONTAKTEN EN SAMENWERKING 38

(3)

1 . DE ACHTERGRONDRESEARCH I N 1 9 9 1

l ^ l ^ _ A l 2 e m e e n

MARIN v o e r t op g e s t r u k t u r e e r d e w i j z e a c h t e r g r o n d r e s e a r c h u i t . S i n d s 1980 o n t v a n g t h e t i n s t i t u u t s t e u n v a n de o v e r h e i d v o o r de u i t v o e r i n g v a n d i t programma. H e t A c h t e r g r o n d R e s e a r c h & D e v e l o p m e n t (ARD) programma v a n MARIN i s g e r i c h t o p :

- h e t v e r g r o t e n v a n de k e n n i s op h e t v a k g e b i e d , t e n e i n d e h e t p r o b l e e m o p l o s s e n d vermogen v a n h e t i n s t i t u u t op p e i l t e h o u d e n ; i n de p r a k t i j k b e t e k e n t d i t v o o r a l h e t v e r g r o t e n v a n de k e n n i s v a n de p r o j e k t l e i d e r s en s p e c i a l i s t e n ; - de o n t w i k k e l i n g v a n r e k e n m e t h o d e n ; - de o n t w i k k e l i n g v a n meetmethoden en - s y s t e m e n . De i n de ARD g e g e n e r e e r d e k e n n i s , r e k e n m e t h o d e n en e x p e r i m e n t e l e t e c h n i e k e n vormen u i t e i n d e l i j k n i e u w e p r o d u k t i e m i d d e l e n d i e g e b r u i k t w o r d e n i n de d i e n s t v e r l e n i n g v a n MARIN a a n de m a r i t i e m e i n d u s t r i e . V a l i d a t i e en e e r s t e i n t r o d u k t i e v a n de n i e u w e p r o d u k t i e m i d d e l e n v i n d t v e e l a l p l a a t s i n h e t k a d e r v a n k o n t r a k t r e s e a r c h p r o j e k t e n . Deze k o n t r a k t r e s e a r c h , d o o r g a a n s i n o p d r a c h t v a n i n t e r m e d i a i r s (CMO en IRO) o f k o l l e k t i e v e n ( i n d u s t r i e en m a r i n e s ) , v o r m t daarmee e e n b e l a n g r i j k e s c h a k e l t u s s e n de a c h t e r g r o n d r e s e a r c h e n e r z i j d s en de d i e n s t v e r l e n i n g a n d e r z i j d s . Er b e s t a a t dus een een s t e r k e w i s s e l w e r k i n g t u s s e n a c h t e r g r o n d r e s e a r c h en k o n t r a k t r e s e a r c h : v a a k komen n i e u w e k o n t r a k t r e s e a r c h p r o j e k t e n t o t s t a n d op g r o n d v a n r e s u l t a t e n v a n a c h t e r g r o n d r e s e a r c h , en soms k a n de ARD g e b r u i k t w o r d e n a l s h e f b o o m om v e e l g r o t e r e g e s p o n s o r d e r e s e a r c h p r o j e k t e n t o t s t a n d t e b r e n g e n . Een goed v o o r b e e l d v a n deze h e f b o o m w e r k i n g i s h e t i n t e r n a t i o n a l e " C o o p e r a t i v e R e s e a r c h S h i p s " programma met e e n t o t a a l b u d g e t v a n r u i m 2 m i l j o e n g u l d e n p e r j a a r en 22 d e e l n e m e r s . Z o a l s r e e d s i n e e r d e r e v e r s l a g e n i s o p g e m e r k t , moet nog s t e e d s g e k o n s t a t e e r d w o r d e n d a t de b u d g e t t e n v o o r de m i d d e l l a n g e t e r m i j n r e s e a r c h d i e b e s c h i k b a a r z i j n v o o r de f i n a n c i e r i n g v a n k o n t r a k t r e s e a r c h o n d e r d r u k s t a a n .

Het j a a r 1 9 9 1 was h e t e e r s t e v o l l e j a a r w a a r i n b i j MARIN g e w e r k t w e r d i n de n i e u w e , medio 1990 o p g e s t a r t e , o r g a n i s a t i e v o r m . H i e r i n w o r d t g e w e r k t b i n n e n e e n v i j f t a l a f d e l i n g e n , t e w e t e n Schepen, O f f s h o r e , S o f t w a r e E n g i n e e r i n g , N a u t i e k en A u t o m a t i s e r i n g & I n s t r u m e n t a t i e . De e e r s t g e n o e m d e n z i j n m a r k t g e r i c h t e , e x t e r n o p e r e r e n d e u n i t s , de l a a t s t e i s d i e n s t v e r l e n e n d a a n de a n d e r e u n i t s . De u i t v o e r i n g v a n de r e s e a r c h i s v o l l e d i g i n deze n i e u w e u n i t s geïntegreerd. Hiermee i s beoogd e e n b e t e r e w i s s e l w e r k i n g t o t s t a n d t e b r e n g e n t u s s e n m a r k t , d i e n s t v e r l e n i n g en r e s e a r c h . De r e o r g a n i s a t i e h e e f t n i e t g e l e i d t o t e e n b e l a n g r i j k e a a n p a s s i n g v a n de a a n d a c h t s g e b i e d e n v a n de a c h t e r g r o n d r e s e a r c h .

(4)

J a a r v e r s l a g

A c h t e r g r o n d r e s e a r c h MARIN 1 9 9 1

1 ^ 2 ^ _ I n s g a n n i n 2 e n _ i n _ 1 9 9 1 Hoewel e r geen b e l a n g r i j k e w i j z i g i n g e n z i j n a a n g e b r a c h t i n de a a n d a c h t s g e b i e d e n v a n de ARD, i s i n 1 9 9 1 w e l e e n n i e u w e i n d e l i n g v a n de r e s e a r c h o n d e r w e r p e n gemaakt Deze v e r d u i d e l i j k t de h e r k e n b a a r h e i d met de p r o b l e e m s t e l l i n g e n v a n u i t de m a r k t . De n i e u w e i n d e l i n g i s : - C o m p u t a t i o n a l F l u i d Dynamics - G e a v a n c e e r d e s c h e p e n - O p e r a t i o n e l e a s p e k t e n - Computer A i d e d D e s i g n - F l o a t i n g O f f s h o r e Systems - N a u t i s c h o n d e r z o e k en t r a i n i n g - Systemen - D i v e r s e n D a a r n a a s t a d m i n i s t r e e r t h e t MARIN de a c h t e r g r o n d r e s e a r c h v a n h e t M a r i t i e m E c o n o m i s c h R e s e a r c h Centrum (MERC). T a b e l 1 g e e f t een o v e r z i c h t v a n de h o o f d o n d e r w e r p e n , w a a r b i j de g e b u d g e t t e e r d e en de w e r k e l i j k e k o s t e n v a n h e t o n d e r z o e k i n 1 9 9 1 z i j n a a n g e g e v e n . De t o t a l e i n s p a n n i n g i s v r i j w e l i n o v e r e e n s t e m m i n g met de b e g r o t i n g .

De b e l a n g r i j k s t e a f w i j k i n g b e t r e f t d i e v a n h e t h o o f d o n d e r w e r p Systemen. Deze i s v o o r n a m e l i j k v e r o o r z a a k t d o o r een g r o t e r e i n s p a n n i n g t e p l e g e n op h e t g e b i e d v a n de o n t w i k k e l i n g v a n L a s e r - D o p p l e r V e l o c i m e t r y (LDV) v o o r t o e p a s s i n g b i j w a r e g r o o t t e m e t i n g e n . Deze o n t w i k k e l i n g w e r d mede g e s p o n s o r e d d o o r de C o o p e r a t i v e R e s e a r c h N a v i e s (CRN). V e r d e r z i j n e r e x t r a i n s p a n n i n g e n g e p l e e g d op h e t g e b i e d v a n Computer A i d e d D e s i g n , waar t e g e n o v e r e e n e n i g s z i n s a c h t e r b l i j v e n d e i n s p a n n i n g s t a a t t e n a a n z i e n v a n F l o a t i n g O f f s h o r e Systems. De k o s t e n v a n de i n t e r n e coördinatie en v a n h e t o n d e r w e r p D i v e r s e n w a r e n i e t s l a g e r dan b e g r o o t .

(5)

TABEL 1 Geraamde en w e r k e l i j k e k o s t e n v o o r de v e r s c h i l l e n d e h o o f d o n d e r w e r p e n v a n de MARIN ARD 1 9 9 1 . B e g r o t i n g 1991 W e r k e l i j k e k o s t e n 1 9 9 1 C o m p u t a t i o n a l F l u i d Dynamics G e a v a n c e e r d e s c h e p e n O p e r a t i o n e l e a s p e k t e n Computer A i d e d D e s i g n F l o a t i n g o f f s h o r e s y s t e m s N a u t i s c h o n d e r z o e k en t r a i n i n g Systemen D i v e r s e n E c o n o m i s c h e r e s e a r c h Coördinatie ( k H f l ) 840 420 845 460 520 400 750 565 117 253 (%) ( k H f l ) 16 8 16 9 10 8 15 11 2 5 907 385 775 629 419 387 936 482 116 192 (%) 17 7 15 12 8 8 18 9 2 A T o t a a l ₅₁₇₀ ₁₀₀ ₅₂₂₈ ₁₀₀

(6)

Maritiem Researcin Instituut Nederland

I n h o o f d s t u k 2 w o r d t de t e c h n i s c h - i n h o u d e l i j k e v o o r t g a n g v a n

h e t i n 1 9 9 1 u i t g e v o e r d e ARD o n d e r z o e k g e g e v e n . O n d e r s t a a n d w o r d e n e n k e l e b e l a n g r i j k e p u n t e n d a a r u i t samengevat.

Op h e t g e b i e d v a n C o m p u t a t i o n a l F l u i d Dynamics (CFD) h e e f t MARIN een d u i d e l i j k e v o o r s p r o n g opgebouwd t e n o p z i c h t e v a n de c o n c u r r e n t i e , met name met programma's a l s DAWSON en PARNASSOS. Het a a n t a l t o e p a s s i n g e n d a a r v a n i s i n 1 9 9 1 s t e r k toegenomen. De o p v o l g e r v a n DAWSON, h e t n i e t - l i n e a i r e programma RAPID, i s g e r e e d gekomen, en z a l i n 1 9 9 2 , i n d i e n de t e s t f a s e goed v e r l o o p t , geïntroduceerd w o r d e n i n p r a k t i s c h e t o e p a s s i n g e n . I n h e t k a d e r van de o n t w i k k e l i n g v a n Computer A i d e d D e s i g n methoden i s , mede met h e t o o g op a a n s l u i t i n g met CFD programma's, v e e l a a n d a c h t b e s t e e d aan f l e x i b e l e r o m p v o r m g e n e r a t i e en g e o m e t r i e b e h a n d e l i n g . D a a r n a a s t i s e e n b e g i n gemaakt met de i n t r o d u k t i e v a n h e t k e n n i s s y s t e e m QUESTOR.

Ook b i j h e t o n d e r w e r p Geavanceerde Schepen z i j n de i n s p a n n i n g e n v o o r n a m e l i j k g e r i c h t g e w e e s t op de o n t w i k k e l i n g v a n r e k e n t e c h n i e k e n v o o r h e t v o o r s p e l l e n v a n d i v e r s e a s p e k t e n v a n h e t g e d r a g v a n deze s c h e p e n . Door m i d d e l v a n e x p e r i m e n t e n i s meer i n z i c h t v e r k r e g e n t e n a a n z i e n v a n w a t e r j e t s , h e t z e e g a n g s g e d r a g van SWATH-schepen en c a t a m a r a n s , en d r a a g v l e u g e l s . D i t i n z i c h t d i e n t a l s b a s i s v o o r h e t o p s t e l l e n v a n m a t h e m a t i s c h e m o d e l l e n . Het g e d r a g v a n s c h e p e n en o f f s h o r e k o n s t r u k t i e s i n r e a l i s t i s c h e o m s t a n d i g h e d e n s t a a t i n toenemende mate i n de b e l a n g s t e l l i n g b i j de o p d r a c h t g e v e r s v a n MARIN. N a a s t e k o n o m i s c h e m o t i e v e n s p e l e n h i e r b i j v e i l i g h e i d s - en m i l i e u - a s p e k t e n e e n b e l a n g r i j k e r o l . I n 1991 i s met name b e l a n g r i j k e v o o r t g a n g g e b o e k t t e n a a n z i e n v a n h e t o n d e r z o e k n a a r de t o e g e v o e g d e w e e r s t a n d i n g o l v e n ( d a t i n 1992 z a l w o r d e n a f g e r o n d ) en t e n a a n z i e n v a n v e r s c h i l l e n d e a s p e k t e n v a n s c h e e p s b e w e g i n g e n ( m e t name s l a m m i n g en s l i n g e r e n ) . Door m i d d e l v a n m e t i n g e n t i j d e n s twee g r o t e o f f s h o r e l i f t o p e r a t i e s op w a r e g r o o t t e i s v e e l i n z i c h t v e r k r e g e n i n de k o r r e l a t i e met m o d e l p r o e v e n en c o m p u t e r s i m u l a t i e s . Samen met e e n a a n t a l industriële p a r t n e r s i s een v o o r s t e l b i j de EG i n g e d i e n d v o o r h e t o n t w i k k e l e n v a n een s y s t e e m t e r b e v e i l i g i n g v a n o f f s h o r e p l a t f o r m s t e g e n s t u u r l o o s r o n d d r i j v e n d e s c h e p e n . Door v e r s c h i l l e n d e e x p e r i m e n t e n op m o d e l s c h a a l i s h e t i n z i c h t v e r g r o o t i n de p r o b l e m e t i e k v a n l a a g - f r e q u e n t e b e w e g i n g e n v a n a f g e m e e r d e s y s t e m e n . De o n t w i k k e l i n g e n i n h e t k a d e r v a n h e t o n d e r w e r p N a u t i s c h Onderzoek en T r a i n i n g s t o n d e n v o o r n a m e l i j k i n h e t l i c h t v a n de o p r i c h t i n g v a n h e t M a r i t i e m S i m u l a t o r C e n t r u m N e d e r l a n d (MSCN) p e r 1 j a n u a r i 1 9 9 2 . Ten behoeve v a n de n i e u w e s i m u l a t o r i s e e n a a n t a l s i m u l a t i e p a k k e t t e n o n t w i k k e l d , en i s g e w e r k t aan de o n t w i k k e l i n g v a n de t r a i n i n g e n z e l f .

(7)

De a a n d a c h t b i j h e t o n t w i k k e l e n v a n s y s t e m e n i s v o o r a l g e c o n c e n t r e e r d g e w e e s t op de i n t e g r a t i e v a n meten en v e r w e r k e n , v i s u a l i s a t i e en op i n s t r u m e n t a t i e v o o r m e t i n g e n op w a r e g r o o t t e . Op h e t t e r r e i n v a n v i s u a l i s a t i e i s g r o t e v o o r u i t g a n g g e b o e k t , o n d e r a n d e r e d o o r d i v e r s e t o e p a s s i n g e n v a n een h i g h - e n d g r a f i s c h w e r k s t a t i o n , h e t g e e n s t e r k h e e f t b i j g e d r a g e n t o t h e t s u c c e s b i j h e t t o e p a s s e n v a n CFD programma's. V o o r w a r e g r o o t t e m e t i n g e n z i j n g e a v a n c e e r d e t e c h n i e k e n o n t w i k k e l d en i n g e b r u i k genomen v o o r h e t o b s e r v e r e n v a n s c h r o e v e n en h e t meten v a n l o k a l e w a t e r s n e l h e d e n n a b i j de s c h r o e f met b e h u l p v a n L a s e r - D o p p l e r a p p a r a t u u r . I n v e e l g e v a l l e n k o n i n v e r s c h i l l e n d e k o n t r a k t r e s e a r c h p r o j e k t e n , met name b i j de Coöperatieve R e s e a r c h Schepen (CRS), d i r e k t g e b r u i k w o r d e n gemaakt v a n b i n n e n de ARD o n t w i k k e l d e k e n n i s en t e c h n i e k e n . H e t a a n t a l l e d e n v a n de CRS i s i n 1 9 9 1 toegenomen met t w e e , w a a r o n d e r een g r o t e r e d e r i j . Ook de s a m e n w e r k i n g met v e r s c h i l l e n d e u n i v e r s i t e i t e n i s i n 1 9 9 1 z e e r s u c c e s v o l g e w e e s t , z o a l s b l i j k t u i t de r a p p o r t a g e v a n v e r s c h i l l e n d e o n d e r w e r p e n i n h o o f d s t u k 2. 1^4_^_Samenwerkin2_met_un MARIN i s v a n m e n i n g d a t f u n d e r e n d o n d e r z o e k i n p r i n c i p e moet p l a a t s v i n d e n b i j de u n i v e r s i t e i t e n . MARIN k a n z i c h dan c o n c e n t r e r e n op h e t t o e p a s b a a r maken v a n de b a s i s k e n n i s . Waar b a s i s k e n n i s n i e t v o o r h a n d e n i s s t i m u l e e r t h e t i n s t i t u u t d a t d i t op de u n i v e r s i t e i t e n g e g e n e r e e r d w o r d t v o o r de i n d u s t r i e . Een b e l a n g r i j k a a n d a c h t s p u n t i s e c h t e r d a t de o n t w i k k e l d e k e n n i s u i t e i n d e l i j k w e l v o o r de MARIN m e d e w e r k e r s b e s c h i k b a a r moet komen. D i t v e r g t een v o o r t d u r e n d e i n s p a n n i n g v o o r b e g e l e i d i n g v a n h e t o n d e r z o e k en h e t a b s o r b e r e n v a n de r e s u l t a t e n . Een o v e r z i c h t v a n k o n k r e t e s a m e n w e r k i n g s p r o j e k t e n i s g e g e v e n i n h o o f d s t u k 3. Een b e l a n g r i j k e o n t w i k k e l i n g i n 1991 was de o p r i c h t i n g v a n h e t J.M. B u r g e r s c e n t r u m v o o r s t r o m i n g s l e e r . MARIN i s i n m i d d e l s t o e g e t r e d e n t o t de p r o g r a m m a r a a d v a n d i t c e n t r u m , w a a r i n de N e d e r l a n d s e u n i v e r s i t e i t e n samenwerken op h e t g e b i e d v a n s t r o m i n g s l e e r . H e t J.M. B u r g e r s c e n t r u m h e e f t e r k e n n i n g a l s O n d e r z o e k s c h o o l b i j de o v e r h e i d a a n g e v r a a g d , en een s t i m u l e r i n g s s u b s i d i e v a n NWO o n t v a n g e n . I n 1 9 9 1 i s v e r d e r een d o o r CMO o n d e r s t e u n d o n d e r z o e k g e s t a r t n a a r de m o g e l i j k h e d e n t o t deelname v a n MARIN aan ISNaS, een s a m e n w e r k i n g s v e r b a n d v a n de TU D e l f t (TUD), de U n i v e r s i t e i t Twente ( U T ) , h e t W a t e r l o o p k u n d i g L a b o r a t o r i u m (WL) en h e t N a t i o n a a l L u c h t - en R u i m t e v a a r t L a b o r a t o r i u m (NLR) op h e t g e b i e d v a n h e t o p l o s s e n v a n de N a v i e r - S t o k e s v e r g e l i j k i n g e n . I n d i e n deze deelname t o t s t a n d w o r d t g e b r a c h t , z o u d i t een b e l a n g r i j k e s t i m u l a n s v o o r een h o o g s t n o o d z a k e l i j k e e x t r a i n s p a n n i n g op h e t g e b i e d v a n CFD k u n n e n b e t e k e n e n . E.e.a. i s e c h t e r a f h a n k e l i j k v a n de financiële v o o r w a a r d e n w a a r o n d e r deze s a m e n w e r k i n g t o t s t a n d kan w o r d e n g e b r a c h t .

(8)

2. SAMENVATTING VAN DE BEREIKTE RESULTATEN 2 _ ^ l j ^ _ C o m g u t a t i o n a l _ F l u i d _ p ^

De a f g e l o p e n j a r e n i s h e t programma DAWSON o n t w i k k e l d , waarmee h e t g o l f p a t r o o n en de g o l f w e e r s t a n d v a n een v a r e n d s c h i p i n s t i l w a t e r k a n w o r d e n b e r e k e n d . H e t i s een l i n e a i r e m e t h o d e , g e b a s e e r d op de p o t e n t i a a l t h e o r i e . D i t programma w o r d t s i n d s 1986 i n toenemende mate i n de d a g e l i j k s e p r a k t i j k b i j MARIN g e b r u i k t . H e t a f g e l o p e n j a a r g a f e e n b e l a n g r i j k e g r o e i v a n h e t a a n t a l t o e p a s s i n g e n t e z i e n . Er z i j n i n 1991 e n k e l e r e l a t i e f k l e i n e a a n p a s s i n g e n en v e r b e t e r i n g e n i n DAWSON a a n g e b r a c h t . G e b l e k e n i s d a t deze l i n e a i r e methode i n sommige g e v a l l e n n i e t t o t b r u i k b a r e

r e s u l t a t e n l e i d t . Soms w o r d t b i j v o o r b e e l d een n e g a t i e v e g o l f w e e r -s t a n d v o o r -s p e l d . De i n -s p a n n i n g e n z i j n daarom g e c o n c e n t r e e r d g e w e e s t op de o n t w i k k e l i n g v a n een n i e t - l i n e a i r e m e t h o d e . Deze methode g e b r u i k t een b r o n b e l e g g i n g b o v e n , i n p l a a t s v a n op h e t w a t e r o p p e r v l a k . T e s t b e r e k e n i n g e n hebben a a n g e t o o n d d a t de n i e u w e methode een v e e l g e r i n g e r e i n v l o e d o n d e r v i n d t van de p a n e e l v e r -d e l i n g op h e t v r i j o p p e r v l a k -dan DAWSON. De t o e g e p a s t e i t e r a t i e v e t e c h n i e k b l e e k z e e r r o b u u s t t e z i j n . Het t o e p a s s e n v a n een b r o n b e l e g g i n g b o v e n h e t w a t e r o p p e r v l a k zou k u n n e n l e i d e n t o t m o e i l i j k h e d e n b i j h e t w e e r g e v e n v a n h e t g e d r a g b i j de w a t e r l i j n . Daarom i s h i e r n a a r een s p e c i a l e s t u d i e v e r r i c h t . Deze h e e f t g e l e i d t o t e e n g e h e e l n i e u w e a a n p a k , w a a r b i j t i j d e n s h e t i t e r a t i e p r o c e s de p a n e l e n boven h e t w a t e r o p p e r v l a k v a n t i j d t o t t i j d w o r d e n a a n g e p a s t aan de op d a t moment b e r e k e n d e v o r m v a n h e t w a t e r o p p e r v l a k . Ook t r i m en i n z i n k i n g z i j n b i n n e n h e t I t e r a t i e p r o c e s o n d e r g e b r a c h t . Het n i e t - l i n e a i r e programma i s , n a d a t v e r s c h e i d e n e t e s t s hadden a a n g e t o o n d d a t h e t z e e r goede e i g e n s c h a p p e n had, i n een meer d e f i n i t i e v e v o r m g e b r a c h t o n d e r de naam RAPID ( R A i s e d P a n e l I t e r a t i v e Dawson). H e t programma i s t o e g e p a s t op e e n d r i e t a l t a n k e r v o r m e n b i n n e n een c o m m e r c i e e l p r o j e k t . Ook v o o r deze b e r u c h t m o e i l i j k e t o e p a s s i n g w e r d z o n d e r p r o b l e m e n c o n v e r g e n t i e b e r e i k t . Mede o v e r deze t o e p a s s i n g v a n RAPID, en o v e r t o e p a s s i n g e n v a n DAWSON en a n d e r e programma's i s een p a p e r g e p r e s e n t e e r d op h e t HADMAR '91 symposium [ 1 ] .

Er i s een v i s u a l i s a t i e p r o g r a m m a gemaakt v o o r een S i l i c o n - G r a p h i c s W o r k s t a t i o n , waarmee de r e s u l t a t e n v a n de d i v e r s e CFD programma's z i c h t b a a r en v o o r a l i n z i c h t e l i j k kunnen w o r d e n g e m a a k t . H e t r e s u l t a a t i s een v o o r t r e f f e l i j k e v i s u a l i s a t i e m e t h o d e , d i e b i j de i n t e r p r e t a t i e en p r e s e n t a t i e v a n r e s u l t a t e n v a n CFD b e r e k e n i n g e n r e e d s goede d i e n s t e n bewezen h e e f t . Het v i s u a l i s e r e n v a n de b e r e k e n i n g s i n t e r p r e t a t i e v a n g r o t e h o e v e e l h e d e n g e t a l l e n d r a a g t s t e r k b i j t o t h e t n u t v a n h e t g e b r u i k v a n CFD programma's.

(9)

g. 1 D r u k v e r d e l i n g , s t r o o m l i j n e n e n g o l f p a t r o o n v a n e e n s c h i p z o a l s b e r e k e n d m e t h e t p r o g r a m m a DAWSON.

(10)

V o o r de b e r e k e n i n g v a n de s t a t i o n a i r e v i s k e u z e s t r o m i n g n a b i j de a c h t e r s t e v e n v a n een s c h i p i s de l a a t s t e j a r e n g e w e r k t a a n h e t c o m p u t e r p r o g r a m m a PARNASSOS. D i t programma i s g e b a s e e r d op de g e p a r a b o l i s e e r d e N a v i e r - S t o k e s v e r g e l i j k i n g e n . V e r s t o r i n g e n t . g . v . h e t v r i j e o p p e r v l a k w o r d e n v e r w a a r l o o s d . G e t r a c h t i s een s a m e n w e r k i n g t o t s t a n d t e b r e n g e n met e e n a a n t a l E u r o p e s e i n s t i t u t e n en s c h e e p s w e r v e n i n h e t k a d e r v a n h e t BRITE-EURAM p r o j e k t . I n 1 9 9 1 w e r d b e k e n d d a t d i t v o o r s t e l n i e t g e h o n o r e e r d w e r d . Er i s v o o r n a m e l i j k g e w e r k t aan de i m p l e m e n t a t i e v a n r o o s t e r g e n e r e r i n g en de v i s u a l i s a t i e v a n r e s u l t a t e n op e e n w o r k s t a t i o n , en aan c o n v e r s i e v a n p o s t - p r o c e s s i n g s o f t w a r e . I n 1 9 9 1 i s deelgenomen aan h e t 2nd C o l l o q u i u m on S h i p V i s c o u s F l o w i n Osaka [ 2 ] , en i s MARIN u i t g e n o d i g d een p r e s e n t a t i e o v e r v i s k e u z e b e r e k e n i n g e n t e houden v o o r een g r o e p J a p a n s e s c h e e p s w e r v e n ( K a w a s a k i , I H I , M i t s u b i s h i , M i t s u i , NKK en Sumitomo) i n Kobe, J a p a n . Er i s een b e g i n gemaakt met t o e p a s s i n g van PARNASSOS i n de p r a k t i j k . I n h e t k a d e r v a n h e t E u r o p e s e E 3 - t a n k e r p r o j e k t z i j n v e r s c h i l l e n d e t a n k e r v o r m e n d o o r g e r e k e n d [ 3 ] . I n d i t p r o j e k t w e r k e n v i j f g r o t e E u r o p e s e w e r v e n samen a a n de o n t w i k k e l i n g v a n een m i l i e u v r i e n d e l i j k e en efficiënte t a n k e r . I n v e r g e l i j k i n g met s o o r t g e l i j k e b e r e k e n i n g e n v a n a n d e r e n v o o r d i t p r o j e k t , b l e k e n de v o o r s p e l l i n g e n v a n PARNASSOS een d u i d e l i j k b e t e r b e e l d v a n de w e r k e l i j k h e i d t e g e v e n . Met name g o l d d i t v o o r de v o o r s p e l l i n g v a n d o o r de romp g e g e n e r e e r d e l o n g i t u d i n a l e w e r v e l s , d i e i n hoge mate h e t p a t r o o n v a n h e t b e r e k e n d e v o l g s t r o o m v e l d b e p a l e n . I n s a m e n w e r k i n g met de U n i v e r s i t e i t v a n L i s s a b o n i s i n 1989 een p r o j e k t v a n s t a r t gegaan op h e t g e b i e d v a n n u m e r i e k e b e r e k e n i n g e n v a n de v i s k e u z e o m s t r o m i n g r o n d s c h r o e f b l a d t i p p e n . Deze s t r o m i n g i s v a n g r o o t b e l a n g v o o r h e t r e n d e m e n t , c a v i t a t i e en u i t g e s t r a a l d g e l u i d , w a a r b i j v o o r a l de t i p w e r v e l een b e l a n g r i j k e r o l s p e e l t . Het p r o j e k t w o r d t mede g e f i n a n c i e r d d o o r h e t SCIENCE programma van de EG. H e t programma PARNASSOS i s a a n g e p a s t t e n e i n d e daarmee de s t r o m i n g r o n d de b l a d t i p t e kunnen b e r e k e n e n . H i e r m e e i s een

r e c h t h o e k i g e v l e u g e l t i p d o o r g e r e k e n d [ 4 ] . Aan de hand v a n de r e s u l t a t e n i s b e s l o t e n een meer c o n s e r v a t i e v e d i s c r e t i s a t i e t e o n t w i k k e l e n , en h e t programma PARNASSOS n o g v e r d e r aan t e p a s s e n . Met de n i e u w e d i s c r e t i s a t i e i s een s i g n i f i c a n t e v e r b e t e r i n g v a n de c o n v e r g e n t i e v a n de s o l v e r b e r e i k t [ 5 ] . V o o r de b e h a n d e l i n g v a n de r o o s t e r s i n g u l a r i t e i t i n h e t z o g i s nog geen b e v r e d i g e n d e o p l o s s i n g gevonden. H i e r o p z a l de a a n d a c h t dan ook i n e e r s t e i n s t a n t i e g e r i c h t z i j n . De t o t n u t o e v e r k r e g e n r e s u l t a t e n z i j n e c h t e r b e m o e d i g e n d , en v e r w a c h t w o r d t de g e w e n s t e t o e p a s s i n g ( e l l i p t i s c h e t i p ) i n 1992 t e kunnen r e a l i s e r e n .

(11)

Y2°£f£ÊiiiD2_ÏÊ[}_E5ïitatie

Op d i t g e b i e d z i j n d r i e v e r s c h i l l e n d e methoden o n d e r z o c h t . De e e r s t e i s g e b a s e e r d op een n u m e r i e k model d a t d o o r MARIN o n t w i k k e l d , en i n 1990 g e r e e d gekomen i s [ 6 ] . H e t i s met deze methode m o g e l i j k h e t i n s t a t i o n a i r e g e d r a g t e b e r e k e n e n . Er i s een v e r g e l i j k i n g gemaakt met de s t a t i o n a i r e b e r e k e n i n g s r e s u l t a t e n v a n de p a n e l e n m e t h o d e d i e samen met de U n i v e r s i t e i t Twente o n t w i k k e l d w o r d t ( z i e o n d e r ) . H i e r b i j z i j n a a n z i e n l i j k e v e r s c h i l l e n g e c o n s t a t e e r d , w e l k e onvolkomenheden i n de i n s t a t i o n a i r e methode aan h e t l i c h t b r a c h t e n . Deze z i j n o n d e r z o c h t , en e r i s een v e r k l a r i n g v o o r g e v o n d e n . Een a a n t a l v e r b e t e r i n g e n z i j n i n m i d d e l s i n h e t programma a a n g e b r a c h t . Nadat a l l e v e r b e t e r i n g e n z i j n d o o r g e v o e r d z a l de methode i n h e t s c h r o e f a n a l y s e p r o g r a m m a ANPRO w o r d e n geïmplementeerd.

De tweede m e t h o d e , g e b a s e e r d op een meer g e a v a n c e e r d e p a n e l e n a a n p a k , i s o n d e r z o c h t i n s a m e n w e r k i n g met de U n i v e r s i t e i t T w e n t e , waar een AIO op d i t o n d e r w e r p h o o p t t e p r o m o v e r e n . De methode i s v o o r a l s n o g a l l e e n g e s c h i k t v o o r s t a t i o n a i r e p r o b l e m e n . De a a n d a c h t was i n 1 9 9 1 met name g e r i c h t op p r o b l e m e n r o n d de m o d e l l e r i n g v a n l o s l a t i n g v a n h e t c a v i t a t i e v l i e s en h e t I t e r a t i e p r o c e s v o o r h e t b e p a l e n v a n h e t c l o s u r e p o i n t . I n h e t k a d e r v a n h e t o n d e r z o e k e n h i e r v a n i s d u i d e l i j k geworden d a t de n u m e r i e k e c o n d i t i o n e r i n g en n a u w k e u r i g h e i d v e r d e r e v e r b e t e r i n g b e h o e v e n . Een a a n t a l r e s u l t a t e n v a n h e t o n d e r z o e k z i j n g e p u b l i c e e r d i n [ 7 ] .

De d e r d e m e t h o d e , g e b a s e e r d op een aanpak met h o g e r e o r d e p a n e l e n , w o r d t o n d e r z o c h t i n s a m e n w e r k i n g met de T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t , waar eveneens een AIO op d i t o n d e r w e r p h o o p t t e p r o m o v e r e n . Met deze methode k a n ook h e t d y n a m i s c h g e d r a g v a n de c a v i t e i t e n b e r e k e n d w o r d e n . De methode i s g e t e s t op e e n v o u d i g e l i c h a m e n , w a a r b i j goede r e s u l t a t e n werden b e r e i k t . Er i s een b e g i n gemaakt met h e t b e r e k e n e n v a n i n s t a t i o n a i r e c a v i t e i t e n op een s c h r o e f p r o f i e l . H e t g e s c h i k t maken v a n de methode v o o r s c h r o e v e n en s t r a a l b u i z e n z a l u i t e i n d e l i j k b i j MARIN p l a a t s moeten v i n d e n . De r e s u l t a t e n z u l l e n i n 1992 g e p u b l i c e e r d w o r d e n . Met de i m p l e m e n t a t i e v a n methode [ 6 ] z a l op de k o r t e t e r m i j n een v e r b e t e r i n g v a n de v o o r s p e l l i n g v a n de d y n a m i s c h e c a v i t e i t b e r e i k t w o r d e n . V e r d e r e v e r b e t e r i n g e n kunnen b e r e i k t w o r d e n d o o r de p a n e l e n m e t h o d e [ 7 ] u i t t e b r e i d e n , z o d a t ook h e t i n s t a t i o n a i r e g e d r a g b e r e k e n d k a n w o r d e n , o f d o o r o v e r t e gaan op de h o g e r e o r d e p a n e l e n m e t h o d e . D Y n a m i c _ g o s i t i o n i n 2

H i e r v o o r i s een programma o n t w i k k e l d waarmee, g e b r u i k makend

van CFD t e c h n i e k e n , de d r i e - d i m e n s i o n a l e s t r o m i n g e n r o n d e e n v o u d i g e l i c h a m e n b e r e k e n d k a n w o r d e n . D i t programma was i n 1990 r e e d s a f g e r o n d , en i s ook i n d a t j a a r r e e d s g e r a p p o r t e e r d . I n 1 9 9 1 i s h e t programma (JETFLOW) t o e g e p a s t op een a a n t a l

(12)

g e v a l l e n en g e v a l i d e e r d . De b e r e k e n i n g e n hadden b e t r e k k i n g op h e t d o o r t h r u s t e r s en b o e g s c h r o e v e n g e i n d u c e e r d e s n e l h e i d s v e l d , en de d a a r d o o r o p g e w e k t e k r a c h t e n . H i e r m e e i s v o o r h e t e e r s t i n z i c h t g e k r e g e n i n de g e d e t a i l l e e r d e s t r o m i n g s k a r a k t e r i s t i e k e n d i e o p t r e d e n b i j d i t s o o r t c o n f i g u r a t i e s . Wat b e t r e f t k r a c h t e n en s n e l h e d e n w e r d e n e x p e r i m e n t e e l g e v o n d e n t r e n d s b e v e s t i g d , waarmee z i n v o l l e t o e p a s s i n g i n de p r a k t i j k opgebouwd kan w o r d e n . De r e s u l t a t e n v a n d i t o n d e r z o e k z u l l e n i n 1992 v e r s c h i j n e n i n een p r o e f s c h r i f t . G o l f d r i f t k r a c h t e n B i j de b e p a l i n g v a n de b e l a s t i n g e n i n een a f m e e r s y s t e e m s p e e l t de l a a g f r e q u e n t e b e w e g i n g v a n h e t s c h i p een g r o t e r o l . Deze b e w e g i n g i s h e t r e s u l t a a t v a n h e t r e s o n a n t e g e d r a g v a n h e t a f m e e r s y s t e e m . I n e e r d e r u i t g e v o e r d e o n d e r z o e k e n kwam r e e d s n a a r v o r e n d a t h e t g e d r a g v a n een a f g e m e e r d e k o n s t r u k t i e i n hoge g o l v e n i n g r o t e mate b e p a a l d w e r d d o o r de demping i n deze g o l v e n . De l a a t s t e

j a r e n i s daarom g e w e r k t aan een methode t e r b e s c h r i j v i n g v a n d i t d e m p i n g s g e d r a g . I n 1991 i s d i t programma omgezet v a n een s c a l a i r e m a c h i n e n a a r een v e c t o r p r o c e s s o r (CRAY-YMP). De i n v l o e d v a n de s t a t i o n a i r e p o t e n t i a a l op de s c h e e p s b e w e g i n g e n i s g e m o d e l l e e r d en geïmplementeerd. Ook i s v o o r t g a n g g e b o e k t b i j h e t m o d e l l e r e n v a n de g r o t e n i e t - l i n a i r e b e w e g i n g e n v a n schepen i n g o l v e n , i n h e t k a d e r v a n de s a m e n w e r k i n g met de U n i v e r s i t e i t Twente w e r k e n twee A I O ' S aan d i t p r o b l e e m , één b i j MARIN en één b i j h e t WL. Het model h o u d t r e k e n i n g met de n i e t l i n e a i r e v r i j e v l o e i s t o f o p p e r -v l a k t e -v o o r w a a r d e en de i n t e r a k t i e t u s s e n h e t s c h i p en h e t w a t e r . Op d i t moment i s h e t model o p e r a t i o n e e l v o o r t w e e - d i m e n s i o n a l e t o e p a s s i n g e n . I n 1992 z a l h e t u i t g e b r e i d g e v a l i d e e r d en v e r d e r o n t w i k k e l d w o r d e n v o o r d r i e - d i m e n s i o n a l e t o e p a s s i n g e n . Ten behoeve v a n h e t b e r e k e n e n v a n k r a c h t e n op c i l i n d e r s i s i n de a f g e l o p e n j a r e n de V o r t e x B l o b methode o n t w i k k e l d . i n s a m e n w e r k i n g met de T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t i s de l a a t s t e twee j a a r g e w e r k t aan de t u r b u l e n t i e m o d e l l e r i n g . H i e r o v e r i s i n 1990 r e e d s een e e r s t e r a p p o r t a g e v e r r i c h t . I n 1991 i s de i n v l o e d v a n t u r b u l e n t i e m o d e l l e r i n g o n d e r z o c h t b i j hoge R e y n o l d s g e t a l l e n [ 8 ] . B e r e k e n i n g e n z o n d e r t u r b u l e n t i e l e i d d e n t o t z e e r o n r e a l i s t i s c h e r e s u l t a t e n . E c h t e r , ook de b e r e k e n i n g e n met t u r b u l e n t i e w a r e n n i e t i n o v e r e e n s t e m m i n g met g e p u b l i c e e r d e r e s u l t a t e n . V e r d e r o n d e r z o e k n a a r deze d i s c r e p a n t i e s i s gaande met b e h u l p v a n een t i j d s t a p a n a l y s e . D a a r n a a s t i s een h a a l b a a r -h e i d s s t u d i e gedaan n a a r -h e t s i m u l e r e n v a n de s t r o m i n g r o n d m e e r d e r e c i l i n d e r s t e g e l i j k .

(13)

(14)

A c h t e r g r o n d r e s e a r c h MARIN 1 9 9 1 1 3

-Maritiem Research Instituut Nederland

^^iz_5£ËY£D^£££'^Ë schegen ^Ê^Ê£Ë^£ÊÊiY°2£tstuwing V o o r de v o o r t s t u w i n g v a n een a a n t a l g e a v a n c e e r d e s c h e e p s t y p e n w o r d e n w a t e r j e t s t o e g e p a s t . Onderzoek aan de w a t e r j e t s z e l f w o r d t u i t g e b r e i d gedaan d o o r de f a b r i k a n t e n . De w i s s e l w e r k i n g t u s s e n de w a t e r j e t en h e t v a a r t u i g b l i j k t z e e r b e p a l e n d t e z i j n v o o r h e t t o t a l e v o o r t s t u w i n g s r e n d e m e n t . Over d i t o n d e r w e r p i s e c h t e r w e i n i g b e k e n d . H e t o n d e r z o e k op h e t g e b i e d v a n w a t e r s t r a a l v o o r t s t u w i n g b i j MARIN i s dan ook v o o r a l g e r i c h t op deze w i s s e l -w e r k i n g . N a a s t t h e o r e t s i c h -w e r k i s ook v e e l a a n d a c h t b e s t e e d aan de m o g e l i j k h e d e n t o t e x p e r i m e n t e e l o n d e r z o e k . D i t e x p e r i m e n t e l e o n d e r z o e k z o u de b a s i s moeten vormen v o o r de o n t w i k k e l i n g en v a l i d a t i e v a n r e k e n t e c h n i e k e n . Een v a n de b e l a n g r i j k s t e p r o b l e m e n t e n a a n z i e n v a n de e x p e r i m e n t e l e t e c h n i e k i s h e t meten v a n de m a s s a s t r o o m v a n h e t w a t e r d a t d o o r de w a t e r j e t g a a t . A l s d i e b e k e n d i s k u n n e n goede m e t i n g e n gedaan w o r d e n v a n de p r e s t a t i e s v a n h e t s y s t e e m " w a t e r j e t p l u s s c h i p " , en k a n v e r v o l g e n s de i n v l o e d v a n de i n l a a t h i e r o p v e r d e r o n d e r z o c h t w o r d e n .

I n 1 9 9 1 i s een methode o n t w i k k e l d v o o r h e t meten v a n deze m a s s a s t r o o m . V e r s c h i l l e n d e meetmethodes z i j n o n d e r z o c h t , en u i t e i n d e l i j k i s g e k o z e n v o o r een " a v e r a g i n g s t a t i c p i t o t t u b e "

( a s p ) i n de u i t l a a t v a n de w a t e r j e t . Er z i j n s y s t e m a t i s c h e p r o e v e n u i t g e v o e r d om de n a u w k e u r i g h e i d v a n deze d e b i e t m e t i n g t e o n d e r z o e k e n . H i e r b i j i s g e b r u i k gemaakt v a n een Thomsongoot. D i t I S op z i c h z e l f e c h t e r een g e k o m p l i c e e r d e p r o c e d u r e d i e , v o o r a l t . a . v . de n u l - i j k i n g , nog v e r d e r e v e r b e t e r i n g b e h o e f t . N a d a t deze p r o c e d u r e v o l d o e n d e v e r b e t e r d i s , z a l een c o m p u t e r p r o g r a m m a o n t w i k k e l d w o r d e n t e r o n d e r s t e u n i n g van. de i j k i n g v a n de d e b i e t m e t e r i n t o e k o m s t i g e e x p e r i m e n t e n met w a t e r j e t s . De r e s u l t a t e n v a n d i t o n d e r z o e k z i j n g e r a p p o r t e e r d i n [ 9 ] , t e r w i j l aan h e t o n d e r w e r p w i s s e l w e r k i n g t u s s e n i n l a a t en s c h i p een p a p e r g e w i j d i s [ 1 0 ] . c f f SWATH_hydromechanica De h y d r o m e c h a n i c a v a n S m a l l W a t e r l i n e A r e a T w i n - H u l l (SWATH) s c h e p e n k e n t e e n a a n t a l s p e c i f i e k e p r o b l e m e n . B i j h e t o n t w i k k e l e n van m a t h e m a t i s c h e m o d e l l e n en h e t b e g e l e i d e n v a n industriële p r o j e k t e n i s h e t v e r k r i j g e n v a n i n z i c h t i n deze p r o b l e m e n v a n g r o o t b e l a n g . Een v a n d i e p r o b l e m e n i s de k r a c h t e n op de s t r u t s m d w a r s g o l v e n , o f b i j d w a r s b e w e g i n g e n b i j r e l a t i e f hoge s n e l h e d e n . H i e r b i j s p e l e n o n d e r meer v i s k e u z e e f f e k t e n en de w i s s e l w e r k i n g t u s s e n de s t r u t s een b e l a n g r i j k e r o l . I n 1 9 9 1 i s h e t o n d e r z o e k g e r i c h t geweest op h e t v e r k r i j g e n v a n i n z i c h t i n d i t p r o b l e e m . Er z i j n e x p e r i m e n t e n u i t g e v o e r d met een g e d e e l d e v l a k k e p l a a t . Op de b o v e n s t e h e l f t h i e r v a n z i j n de g o l f k r a c h t e n gemeten i n d w a r s -g o l v e n v o o r een m a t r i x v a n 4 s n e l h e d e n , 2 p l a a t d i e p t e s en 6

(15)

g o l f f r e q u e n t i e s . Voor s c h u i n - en a c h t e r i n k o m e n d e g o l v e n z i j n de k r a c h t e n gemeten v o o r d e z e l f d e t e s t m a t r i x , d o c h i s h e t a a n t a l g o l f f r e q u e n t i e s b e p e r k t g e b l e v e n t o t 4. D a a r n a a s t i s een b e p e r k t a a n t a l p r o e v e n u i t g e v o e r d i n v l a k w a t e r t e n e i n d e de l i f t k a r a k t e -r i s t i e k e n van de p l a a t t e b e p a l e n . Het v e r k r e g e n m a t e r i a a l b i e d t u i t s t e k e n d e a a n k n o p i n g s p u n t e n v o o r de o n t w i k k e l i n g v a n een e m p i r i s c h model en v a n een meer f u n d a m e n t e l e r e k e n m e t h o d i e k . Het o n d e r z o e k z a l h i e r m e e , en met e x p e r i -m e n t e e l o n d e r z o e k n a a r de e x c i t a t i e k r a c h t e n op de d r i j v e r s v a n een SWATH w o r d e n v o o r t g e z e t . B i j e x p e r i m e n t e n met m o d e l l e n v a n d r a a g v l e u g e l b o t e n t r e d e n s c h a a l e f f e k t e n op b i j h e t b e p a l e n v a n de l i f t en w e e r s t a n d v a n de d r a a g v l e u g e l s . Om op b a s i s v a n m o d e l p r o e v e n een goede v o o r s p e l l i n g t e kunnen doen v a n de p r e s t a t i e s v a n een d r a a g v l e u g e l b o o t i s h e t dus n o o d z a k e l i j k d a t deze s c h a a l e f f e k t e n g e k w a n t i f i c e e r d w o r d e n , z o d a t e r i n de e x t r a p o l a t i e p r o c e d u r e r e k e n i n g mee gehouden kan w o r d e n . Er i s een a n a l y s e gemaakt v a n v e r s c h i l l e n d e e x p e r i m e n t e l e en t h e o r e t i s c h e g e g e v e n s v a n t w e e - d i m e n s i o n a l e v l e u g e l p r o f i e l e n . V o o r t s i s o n d e r z o c h t o f h e t met b e h u l p v a n b e s t a a n d e c o m p u t e r p r o g r a m m a ' s m o g e l i j k i s de u i t deze gegevens n a a r v o r e n komende e f f e k t e n t e b e r e k e n e n . D i t b l e e k m o g e l i j k t e z i j n , b e h a l v e wanneer e r s p r a k e i s v a n e r n s t i g e

l o s l a t i n g v a n de s t r o m i n g . Voor deze g e v a l l e n i s v o o r a l s n o g geen o p l o s s i n g gevonden v o o r h e t s c h a a l e f f e k t p r o b l e e m . D i t z a l v e r d e r o n d e r z o c h t w o r d e n . De r e s u l t a t e n van h e t o n d e r z o e k i n 1991 z i j n g e r a p p o r t e e r d i n [ 1 1 ] . Catamarans Een v a n de b e l a n g r i j k s t e a s p e k t e n v a n h e t g e d r a g v a n c a t a m a r a n s I S h e t g e d r a g i n zeegang. Voor h e t v o o r s p e l l e n v a n d i t g e d r a g i s v o o r ^ c o n v e n t i o n e l e schepen h e t computerprogramma SHIPMO i n g e b r u i k . O n d e r z o c h t i s o f d i t programma a a n g e p a s t kon w o r d e n v o o r t o e p a s s i n g op c a t a m a r a n s . Er z i j n twee methoden o n d e r z o c h t . De e e r s t e i s g e b a s e e r d op de c o n f o r m a l m a p p i n g t h e o r i e , en neemt de i n t e r a k t i e t u s s e n de b e i d e rompen n i e t mee. De tweede i s g e b a s e e r d op een t w e e - d i m e n s i o n a l e r a n d i n t e g r a a l m e t h o d e d i e , z i j h e t dus t w e e - d i m e n s i o n a a l , w e l de i n t e r a k t i e t u s s e n de rompen meeneemt. D a a r n a a s t i s deze l a a t s t e methode ook g e s c h i k t v o o r b e r e k e n i n g e n met o n d e r g e d o m p e l d e en a - s y m m e t r i s c h e s e k t i e s .

B e i d e methoden z i j n g e t e s t en v e r g e l e k e n met r e s u l t a t e n v a n d i f f r a k t i e b e r e k e n i n g e n en m o d e l p r o e v e n . De c o n f o r m a l m a p p i n g methode b l e e k de b e s t e r e s u l t a t e n t e g e v e n . De r a n d i n t e g r a a l -methode moet op twee p u n t e n v e r b e t e r d w o r d e n , n a m e l i j k t . a . v . de g o l f k r a c h t f o r m u l e r i n g en de i n t e r a k t i e aan de e i n d e n v a n de c a t a m a r a n . H i e r o p w o r d t i n e e r s t e i n s t a n t i e h e t v e r d e r e o n d e r z o e k g e r i c h t , omdat v e r w a c h t w o r d t d a t u i t e i n d e l i j k de r a n d i n t e g r a a l -methode de b e s t e r e s u l t a t e n zou moeten g e v e n . De r e s u l t a t e n v a n h e t o n d e r z o e k z i j n g e r a p p o r t e e r d i n [ 1 2 ] , [ 1 3 ] en [ 1 4 ] .

(16)

§E!}£2£lE££§!Ë£^ies B i j v e r s c h i l l e n d e s c h r o e v e n i s een a f w i j k i n g g e k o n s t a t e e r d t u s s e n h e t w e r k e l i j k e t o e r e n t a l , en h e t t o e r e n t a l d a t v o o r s p e l d was op b a s i s v a n m o d e l p r o e v e n . D i t b l e e k v o o r a l op t e t r e d e n b i j " g u n s t i g " a a n g e s t r o o m d e s c h r o e v e n . H e t vermoeden b e s t a a t daarom d a t op deze s c h r o e v e n i n g r o t e r e mate l a m i n a i r e s t r o m i n g a a n w e z i g i s d a n n o r m a a l . Om d i t e f f e k t t e o n d e r d r u k k e n k a n v e r r u w i n g v a n de s c h r o e f b l a d e n t o e g e p a s t w o r d e n , d o c h d i t h e e f t op z i c h z e l f weer een e f f e k t op de s c h r o e f p r e s t a t i e s . O n d e r z o c h t i s o f d i t e f f e k t t e k w a n t i f i c e r e n i s , z o d a t h i e r u i t e i n d e l i j k r e k e n i n g mee gehouden k a n w o r d e n i n de e x t r a p o l a t i e p r o c e d u r e . Er z i j n zes s c h r o e v e n o n d e r z o c h t op h e t e f f e k t v a n r u w h e i d op de s c h r o e f p r e s t a t i e s . Een d e f i n i t i e v e a n a l y s e v a n de r e s u t a t e n i s gaande, en z a l i n 1992 g e r a p p o r t e e r d w o r d e n . U i t de r e s u l t a t e n b l i j k t e c h t e r a l w e l d a t e r een d u i d e l i j k e f f e k t v a n de r u w h e i d op de l i f t a a n w e z i g i s , n a a s t h e t r e e d s v e r w a c h t e e f f e k t op de w e e r s t a n d . Een a n d e r a s p e k t v a n de s c h r o e f p r e s t a t i e s i s h e t d o o r de s c h r o e f u i t g e s t r a a l d e g e l u i d . MARIN neemt op d i t g e b i e d d e e l aan e e n o n d e r z o e k v a n de R e s e a r c h S t u d y Group No. 3 v a n de NAVO, d i e z i c h b e z i g h o u d t met de s c h a l i n g s p r o b l e m a t i e k v a n s c h r o e f g e l u i d . De a a n d a c h t i s d a a r b i j g e r i c h t op m e e t f a c i l i t e i t e n en - t e c h n i e k e n v o o r m o d e l l e n , s c h a a l r e g e l s en m e t i n g e n v a n g e l u i d op w a r e g r o o t t e . De g r o e p v e r w a c h t i n 1992 een e i n d r a p p o r t op t e l e v e r e n . Er z i j n b e l a n g r i j k e k o n k l u s i e s g e t r o k k e n t . a . v . de s p r e i d i n g v a n de r e s u l t a t e n v a n g e l u i d s m e t i n g e n aan b o o r d v a n z u s t e r s c h e p e n , en v a n h e r h a l i n g s m e t i n g e n aan e e n z e l f d e s c h i p . V o o r h o o g f r e q u e n t g e l u i d b l i j k e n v o o r s p e l l i n g e n op g r o n d v a n m o d e l p r o e v e n gedaan t e k u n n e n w o r d e n met r e l a t i e f e e n v o u d i g e s c h a a l r e g e l s . V o o r l a a g f r e q u e n t g e l u i d i s de s i t u a t i e a a n z i e n l i j k g e k o m p l i c e e r d e r , e v e n a l s v o o r g e l u i d r o n d c a v i t a t i e i n c e p t i e en v o o r t i p w e r v e l -g e l u i d . T o e g e v o e 2 d e _ w e e r s t a n d _ i n _ 2 o l v e n B i j MARIN i s r e e d s l a n g h e t c o m p u t e r p r o g r a m m a DESP i n g e b r u i k , waarmee op b a s i s v a n s t a t i s t i c h e gegevens een v o o r s p e l l i n g k a n w o r d e n gemaakt v a n h e t b e n o d i g d e vermogen v a n een s c h i p i n v l a k w a t e r . I n 1 9 9 1 i s d i t programma u i t g e b r e i d met m o d u l e s waarmee r e s p e k t i e v e l i j k de e f f e k t e n v a n t o e g e v o e g d e w e e r s t a n d i n g o l v e n en v a n b e p e r k t e w a t e r d i e p t e b e r e k e n d k u n n e n w o r d e n . De t o e g e -voegde w e e r s t a n d i s b e r e k e n d m.b.v. de methode v a n J i n k i n e en F e r d i n a n d e , h e t e f f e k t v a n b e p e r k t e w a t e r d i e p t e met de methode v a n L a c k e n b y . V o o r h e t a l d u s u i t g e b r e i d e programma i s een n i e u w e g e b r u i k e r s h a n d l e i d i n g g e s c h r e v e n [ 1 5 ] .

(17)

V o o r t s i s v e e l a a n d a c h t b e s t e e d aan de o n t w i k k e l i n g v a n een n i e u w , meer algemeen m a t h e m a t i s c h model v o o r de t o e g e v o e g d e w e e r s t a n d i n g o l v e n . I n de a f g e l o p e n j a r e n i s een g r o o t a a n t a l s y s t e m a t i s c h e e x p e r i m e n t e n u i t g e v o e r d d i e i n z i c h t v e r s c h a f f e n i n h e t o p z e t t e n v a n d i t m o d e l , en waarmee h e t g e v a l i d e e r d k a n w o r d e n . H e t m a t h e m a t i s c h e model i s g e b a s e e r d op p o t e n t i a a l t h e o r i e , en b e s c h r i j f t h e t v e r s c h i j n s e l a l s een i n t e g r a a l o v e r h e t n a t t e o p p e r v l a k v a n h e t s c h i p . H i e r b i j w o r d t i n h e t b i j z o n d e r a a n d a c h t b e s t e e d aan "dynamic s w e l l u p " , en de d a a r v a n a f h a n k e l i j k e U n e a r i s a t i e v a n h e t v r i j e v l o e i s t o f o p p e r v l a k ("dynamic s w e l l u p " i s h e t omhoog w e l l e n v a n h e t w a t e r v o o r h e t s c h i p u i t ) . H e t computerprogramma i s i n 1 9 9 1 g e r e e d gekomen, en z a l i n 1992 g e v a l i d e e r d en g e t e s t w o r d e n . Een b e l a n g r i j k e k o n k l u s i e d i e op b a s i s v a n h e t t o t nu t o e u i t g e v o e r d e w e r k a l g e t r o k k e n k a n w o r d e n i s d a t de t o e g e v o e g d e w e e r s t a n d v o o r n a m e l i j k w o r d t opgewekt i n h e t b o v e n s t e g e d e e l t e v a n h e t v o o r s c h i p . Ook b l i j k t de v e r t i k a l e b e w e g i n g v a n h e t w a t e r l a n g s de boeg een b e l a n g r i j k e r o l t e s p e l e n . De s t u d i e w o r d t u i t g e v o e r d m s a m e n w e r k i n g met de T e c h n i s c h e U n i v e r s i t e i t D e l f t , z o w e l op h e t g e b i e d v a n de e x p e r i m e n t e n a l s de m a t h e m a t i s c h e m o d e l v o r m i n g De r e s u l t a t e n v a n h e t o n d e r z o e k z u l l e n i n 1992 i n de v o r m v a n een p r o e f s c h r i f t g e r a p p o r t e e r d w o r d e n . S c h e e p s b e w e g i n g e n -_Slamming S l a m m i n g s m e t i n g e n hebben t o t nu t o e p l a a t s g e v o n d e n met de b e d o e l i n g s t a t i s t i s c h e i n f o r m a t i e t e v e r s c h a f f e n o v e r d i t v e r s c h i j n s e l . De meetmethoden en de k e n n i s v a n s c h a l i n g w a r e n e c h t e r t e g e b r e k k i g om o n t w e r p i n f o r m a t i e t e kunnen v e r s c h a f f e n . I n 1 9 9 1 i s de i n h e t j a a r d a a r v o o r o n t w i k k e l d e m e e t a p p a r a t u u r o p e r a t i o n e e l gemaakt. Onder meer z i j n e l e m e n t e n o n t w i k k e l d v o o r h e t meten v a n p a n e e l k r a c h t e n . Deze e l e m e n t e n hebben een hoge f u n d a t i e s t i j f h e i d en g e v o e l i g e k r a c h t o p n e m e r s , en k u n n e n n a a s t de b e s t a a n d e d r u k o p n e m e r s g e b r u i k t w o r d e n . D a a r n a a s t i s een c o m p u t e r p r o g r a m m a o n t w i k k e l d v o o r de v e r w e r k i n g v a n de g r o t e h o e v e e l h e i d gegevens d i e b e s c h i k b a a r komt b i j h e t t o e p a s s e n v a n deze a p p a r a t u u r . E.e.a. i s i n 1991 r e e d s t o e g e p a s t i n een p r o j e k t w a a r b i j de " i m p a c t l o a d i n g " t e n g e v o l g e v a n h e t overnemen v a n w a t e r op h e t v o o r d e k gemeten moest w o r d e n .

I_§iiD3Ê£Ë!}_iD_Ê£!}te£inkomende_golven

E e r d e r o n d e r z o e k aan c o n t a i n e r s c h e p e n met l a g e m e t a c e n t e r h o o g t e wees U l t d a t g r o t e , o n g e w e n s t e ( o . a . u i t v e i l i g h e i d s o o g p u n t ) s l i n g e r b e w e g i n g e n kunnen o n t s t a a n wanneer een s c h i p i n o n r e g e l m a t i g e , ( s c h u i n ) a c h t e r i n k o m e n d e g o l v e n v a a r t . Om d i t v e r s c h i j n s e l v e r d e r t e o n d e r z o e k e n z i j n z o w e l m e t i n g e n a l s b e r e k e n i n g e n u i t g e v o e r d , en z i j n deze met e l k a a r v e r g e l e k e n . Er z i j n twee s e r i e s m e t i n g e n u i t g e v o e r d . De e e r s t e o m v a t t e m e t i n g van de g o l f d r u k i n de o n g e s t o o r d e g o l f en v a n h e t g o l f p r o f i e l .

(18)

F i g . 3 M o n i t o r i n g v a n h e t i n s t a l l e r e n v a n h e t P i p e r B d e k ( 1 0 . 8 0 0 t o n ) i n h e t k a d e r v a n MOL'91.

(19)

meevarend met de g o l v e n . De tweede o m v a t t e m e t i n g v a n h e t s l i n g e r e x c i t a t i e m o m e n t en de s c h r i k k r a c h t , w e r k e n d op een g e h e l d c o n t a i n e r s c h i p . Gemeten d r u k f l u k t u a t i e s b l i j k e n a f h a n k e l i j k t e z i j n v a n de v o o r w a a r t s e s n e l h e i d . D i t b l i j k t e c h t e r n i e t u i t de u i t g e v o e r d e b e r e k e n i n g e n . Nadere b e s c h o u w i n g v a n de t h e o r i e g a f d a a r v o o r een v e r k l a r i n g , en l e i d d e t o t de k o n k l u s i e d a t de h u i d i g e t h e o r i e a a n g e p a s t moet w o r d e n . H e t k a r a k t e r v a n de g o l f g r o e p e n v e r a n d e r t d r a s t i s c h wanneer een o b s e r v a t o r met de g o l v e n mee b e w e e g t . O n r e g e l m a t i g e g o l v e n w o r d e n r e g e l m a t i g e r , g o l f g r o e p e n w o r d e n l a n g e r , z o d a t een s c h i p v o o r l a n g e r e p e r i o d e n r e l a t i e f hoge g o l v e n k a n o n t m o e t e n . H e t s l i n g e r m o m e n t t o o n t z e l f s i n o n r e g e -l m a t i g e g o -l v e n een r e g e -l m a t i g k a r a k t e r . D i t k a n de o o r z a a k z i j n v a n s l i n g e r r e s o n a n t i e v a n h e t M a t t h i e u t y p e i n o n r e g e l m a t i g e , a c h t e r i n k o m e n d e g o l v e n . Een v e r g e l i j k i n g t u s s e n h e t gemeten en b e r e k e n d e (m.b.v. h e t programma DAWSON) g o l f p r o f i e l v a n h e t s c h i p i n v l a k w a t e r g a f goede o v e r e e n k o m s t e n t e z i e n . De i n v l o e d v a n h e t s c h e e p s g e g e n e r e e r d g o l f p r o f i e l op de d w a r s s t a b i l i t e i t i s e c h t e r v e r w a a r l o o s b a a r . De r e s u l t a t e n v a n h e t o n d e r z o e k z i j n g e r a p p o r t e e r d i n [ 1 6 ] . I n 1992 z a l een p a p e r g e p r e s e n t e e r d w o r d e n op de 2 3 r d I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e on C o a s t a l E n g i n e e r i n g i n Venetië. I n 1 9 9 1 i s d i t l a n g l o p e n d e o n d e r z o e k n a a r h e t s l i n g e r g e d r a g v a n s n e l l e d e p l a c e m e n t s c h e p e n a f g e r o n d . E e r d e r w a r e n m e t i n g e n v e r r i c h t aan v r i j v a r e n d e en gedwongen o s c i l l e r e n d e s c h e e p s m o d e l -l e n . I n de a f g e -l o p e n p e r i o d e z i j n g o -l f k r a c h t m e t i n g e n u i t g e v o e r d op een v a s t g e h o u d e n model i n d w a r s i n k o m e n d e g o l v e n . De r e s u l t a t e n w o r d e n g e p r e s e n t e e r d op h e t NAV'92 Symposium i n j u n i 1992 i n Genua. Voor h e t b e r e k e n e n v a n s c h e e p s b e w e g i n g e n op o n d i e p w a t e r en h e t g e d r a g v a n m u l t i h u l l s en S W A T H - c o n f i g u r a t i e s i s b i j MARIN h e t d i f f r a k t i e p a k k e t b e s c h i k b a a r . H i e r i n i s e c h t e r n i e t een e v e n t u e l e v o o r w a a r t s e s n e l h e i d v e r w e r k t . Een k o r r e k t i e h i e r v o o r k a n b e r e k e n d w o r d e n met h e t programma DBSNELH. D i t programma h e e f t e c h t e r a l s bezwaar d a t h e t de f r e q u e n t i e s v o l g e n s h e t d i f f r a k t i e p a k k e t i n t e r p r e t e e r t a l s o n t m o e t i n g s f r e q u e n t i e s . De d a a r b i j b e h o r e n d e g o l f f r e q u e n t i e s z i j n n i e t a l l e e n e q u i d i s t a n t , maar v e r s c h i l l e n ook p e r g o l f r i c h t i n g . i n 1 9 9 1 i s h e t programma DBSNELH daarom a a n g e p a s t met een i n t e r p o l a t i e r o u t i n e . Deze i n t e r p o l e e r t z o w e l de e x c i t a t i e - a l s de r e a k t i e k r a c h t e n , en l e v e r t f i l e s w a a r d o o r p o s t p r o c e s s i n g v e r e e n v o u d i g d w o r d t . De r e s u l t a t e n v a n deze o n t w i k k e l i n g z u l l e n i n 1992 g e r a p p o r t e e r d w o r d e n .

(20)

- S t a b i l i s a t i e v i n n e n T o t v o o r k o r t b e s t o n d de i n d r u k d a t de b e s t a a n d e t e c h n i e k e n v o l d o e n d e w a r e n om de p r e s t a t i e s v a n s t a b i l i s a t i e v i n n e n goed t e kunnen v o o r s p e l l e n . P r o b l e m e n met de k o r r e l a t i e t u s s e n b e r e k e n d e en gemeten p r e s t a t i e s gaven r e c e n t e l i j k e c h t e r a a n l e i d i n g t o t de v e r o n d e r s t e l l i n g d a t de h y d r o m e c h a n i c a v a n s t a b i l i s a t i e v i n n e n m i n d e r goed w e r d d o o r z i e n dan t o t nu t o e w e r d aangenomen. Om h e t f y s i s c h i n z i c h t i n deze p r o b l e m a t i e k t e v e r b e t e r e n z i j n i n 1991 p r o e v e n gedaan met een model v a n een v e e r b o o t . De r e s u l t a t e n geven i n d e r d a a d een b e e l d d a t s t e r k a f w i j k t v a n de g a n g b a r e v i s i e op h e t p r o b l e e m . Er i s dan ook v o l d o e n d e a a n l e i d i n g h e t o n d e r z o e k v o o r t z e t t e n . D i t z a l g e b e u r e n i n h e t k a d e r v a n de Coöperatieve R e s e a r c h Schepen (CRS), waar e i n d 1991 een v o o r s t e l v a n MARIN g o e d g e k e u r d i s v o o r een d r i e - j a r i g o n d e r z o e k p r o j e k t op d i t g e b i e d . De r e s u l t a t e n v a n h e t h u i d i g e o n d e r z o e k w o r d e n g e p r e s e n t e e r d op de RINA M e e t i n g i n Londen i n mei 1 9 9 2 .

O n d e r w a t e r v a a r t u i g e n Het MARIN h e e f t i n 1991 de b e s c h i k k i n g g e k r e g e n o v e r g e d e t a i l l e e r d e r e s u l t a t e n v a n m e t i n g e n aan b o o r d v a n een o n d e r w a t e r -v a a r t u i g . H i e r m e e k o n h e t c o m p u t e r p r o g r a m m a SUBSIM, waarmee b e w e g i n g e n en manoeuvres v a n o n d e r w a t e r v a a r t u i g e n b e r e k e n d k u n n e n w o r d e n v e r d e r g e v a l i d e e r d w o r d e n . B i j z o n d e r w a a r d e v o l was h e t f e i t d a t een a a n t a l manoeuvres h e r h a a l d e l i j k z i j n u i t g e v o e r d o n d e r d e z e l f d e o m s t a n d i g h e d e n , z o d a t i n z i c h t w e r d v e r k r e g e n i n de n a u w k e u r i g h e i d v a n d i t s o o r t ware g r o o t t e m e t i n g e n . De met h e t programma SUBSIM b e r e k e n d e b e w e g i n g e n b l e k e n goed o v e r e e n t e komen met h e t g e m i d d e l d e v a n de ware g r o o t t e m e t i n g e n . D e z e l f d e k o n k l u s i e was e e r d e r a l g e t r o k k e n v o o r d r i e a n d e r e o n d e r w a t e r -v a a r t u i g e n , z o d a t mag w o r d e n g e s t e l d d a t d i t programma een b e t r o u w b a r e v o o r s p e l l i n g v a n ware g r o o t t e manoeuvres g e e f t . ï?2Dit2£iD3_9l|shore_Lif ts_|M0L91) MARIN i s nauw b e t r o k k e n b i j h e t o n d e r z o e k s - en o n t w i k k e l i n g s w e r k op h e t g e b i e d v a n zwaar t r a n s p o r t en i n s t a l l a t i e w e r k . Op h e t g e b i e d v a n p l a t f o r m i n s t a l l a t i e s met b e h u l p v a n k r a a n s c h e p e n i s i n de a f g e l o p e n j a r e n h e t s i m u l a t i e p a k k e t L I F S I M o n t w i k k e l d . D i t r e k e n m o d e l i s g e b a s e e r d op a c h t e r l i g g e n d h y d r o d y n a m i s c h m o d e l -o n d e r z -o e k , en w -o r d t d -o -o r v e r s c h i l l e n d e b e d r i j v e n g e b r u i k t v -o -o r de b e p a l i n g v a n b e w e g i n g e n en d y n a m i s c h e h i j s k r a c h t e n i n g o l v e n . I n 1991 z i j n u i t g e b r e i d e p r a k t i j k m e t i n g e n u i t g e v o e r d t e r v a l i d a t i e van L I F S I M . Deze z i j n u i t g e v o e r d aan b o o r d v a n SSCV "DB102" t i j d e n s twee i n s t a l l a t i e p r o j e k t e n :

1 . Gannet j a c k e t (8500 t ) , een " l i f t a b l e " j a c k e t d i e tweede i s i n z i j n s o o r t . De i n s t a l l a t i e was i n 1990 op s c h a a l b e p r o e f d , en met L I F S I M g e s i m u l e e r d , z o d a t een v o l l e d i g e v e r g e l i j k i n g m o g e l i j k was.

(21)

2. P i p e r Upper Deck (11500 t ) , een r e c o r d l i f t d i e w e r d u i t g e v o e r d i n december, en daarom v a n g r o o t b e l a n g was v o o r de d y n a m i s c h e a n a l y s e . B i j deze l i f t e n w e r d e n de b e w e g i n g e n v a n h e t k r a a n s c h i p , de l a s t , en de t r a n s p o r t b a k ( e l k i n zes r i c h t i n g e n ) en de h i j s k r a c h t e n c o n t i n u gemeten, alsmede de m a t e r i a a l s p a n n i n g e n i n de s t r o o -b e v e s t i g i n g e n . ^ v Ook w e r d e n g o l f h o o g t e en a n d e r e o m g e v i n g s c o n d i t i e s v a s t g e l e g d . Het p r o j e k t w e r d u i t g e v o e r d i n s a m e n w e r k i n g met Heeremac L e i d e n en w e r d mede g e f i n a n c i e r d d o o r CMO. D e f i n i t i e v e o p l e v e r i n g v a n de r e s u l t a t e n w o r d t i n a p r i l 1992 v e r w a c h t , t e r w i j l i n mei 1992 op de O f f s h o r e T e c h n o l o g y C o n f e r e n c e i n H o u s t o n een p r e s e n t a t i e z a l w o r d e n gehouden o v e r d i t p r o j e k t . Een a a n t a l r e s u l t a t e n i s r e e d s v a s t g e l e g d i n [ 1 7 ] . I n [ 1 8 ] z i j n r e s u l t a t e n v a n e e r d e r e o n d e r z o e k i n g e n op d i t g e b i e d g e p u b l i c e e r d . ï£Êlli2_Ê2Ë_9ll£l}2££_?l5tform_SafetY_SYstem_j[TOPSS^ Met de s t e r k e g r o e i v a n h e t a a n t a l l o k a t i e s v o o r de w i n n i n g v a n o l i e en gas op zee w o r d t de kans op a a n v a r i n g e n v a n p l a t f o r m s d o o r s c h e p e n s t e e d s g r o t e r . N a a s t n a v i g a t i e p r o b l e m e n v o r m e n s t u u r l o z e s c h e p e n onder i n v l o e d v a n w i n d , s t r o o m en g o l v e n , zogenaamde " d r i f t e r s " , een g e v a a r v o o r de p l a t f o r m s , en daarmee v o o r de v e i l i g h e i d en h e t m i l i e u . I n 1 9 9 1 i s een d e f i n i t i e s t u d i e u i t g e v o e r d om deze p r o b l e m a t i e k v e r d e r t e a n a l y s e r e n en t e v e n s om m o g e l i j k e o p l o s s i n g e n aan t e d r a g e n . H i e r t o e i s o n d e r a n d e r e t e Wageningen een w o r k s h o p gehouden met a l l e b e t r o k k e n p a r t i j e n o l i e m a a t s c h a p p i j e n , o v e r h e d e n , s c h e e p v a a r t en o n d e r z o e k s i n -s t a n t i e -s . De r e s u l t a t e n v a n de w o r k s h o p hebben g e l e i d t o t een p r o j e k t v o o r -s t e l v o o r de o n t w i k k e l i n g en v a l i d a t i e v a n een o p e r a t i o n e e l s y s t e e m d a t k a n w o r d e n i n g e z e t om a a n v a r i n g e n t e v o o r k o m e n , c q de g e v o l g e n d a a r v a n t e r e d u c e r e n . De k e r n v a n h e t beoogde model i s _ een s i m u l a t i e m o d e l d a t v o o r w i l l e k e u r i g e schepen en a n d e r e d r i j v e n d e o b j e k t e n een n a u w k e u r i g e v o o r s p e l l i n g v a n de baan l e v e r t . Tevens d i e n t h e t s y s t e e m om de e f f e k t e n v a n m o g e l i j k e i n g r e p e n t e kunnen v o o r s p e l l e n . H i e r v o o r k a n g e b r u i k gemaakt w o r d e n v a n de r e e d s d o o r MARIN o n t w i k k e l d e s i m u l a t i e p a k k e t t e n DPSIM en DPSEMI. De n a d r u k v a n h e t v o o r g e s t e l d e p r o j e k t l i q t op de v a l i d a t i e m i d d e l s p r a k t i j k p r o e v e n op z e e . B i n n e n h e t p r o j e k t w o r d t samengewerkt met MSCN, S m i t I n t e r n a t i o n a l e en de IRO. H e t p r o j e k t v o o r s t e l [ 1 9 ] i s i n g e d i e n d b i j h e t Thermie-programma v a n de EG.

(22)

2 _ ^ 4 ^ _ C o m g u t e r _ A i d e d _ p e s i 2 n

§£!}£°£ll_£D_Ë;Ë£ÊÊi^Hi5°I}twerg

I n h e t v o o r o n t w e r p v a n s c h r o e v e n en s t r a a l b u i z e n w o r d t w e r e l d w i j d g e b r u i k gemaakt v a n de s y s t e m a t i s c h e s c h r o e f s e r i e s d i e i n h e t v e r l e d e n d o o r MARIN o p g e s t e l d z i j n . Deze gegevens w a r e n t o t nu t o e e c h t e r a l l e e n b e s c h i k b a a r i n de v o r m v a n d i a g r a m m e n . D a a r n a a s t i s r e c e n t e l i j k een u i t b r e i d i n g aan de s y s t e m a t i s c h e s e r i e s gegeven d o o r p r o e v e n t e doen met v e r s t e l b a r e s c h r o e v e n i n s t r a a l b u i z e n . I n 1 9 9 1 i s een computerprogramma gemaakt w a a r i n de gegevens v a n de diagrammen z i j n opgenomen i n de v o r m v a n p o l y nomen, i n k l u s i e f d i e v a n de v e r s t e l b a r e s c h r o e v e n i n s t r a a l -b u i z e n . De g e h e l e s e r i e diagrammen i s opgenomen i n een -b o e k , w a a r v a n de d i s k e t t e met h e t computerprogramma d e e l u i t m a a k t . A l d u s i s een e f f i c i e n t h u l p m i d d e l v e r k r e g e n d a t i n h e t v o o r o n t -w e r p s t a d i u m v a n s c h r o e v e n ( a l dan n i e t i n s t r a a l b u i z e n ) t o e g e p a s t kan w o r d e n . H e t boek w o r d t b e g i n 1992 u i t g e g e v e n . Het d e f i n i t i e v e o n t w e r p v a n een s c h r o e f o f s t r a a l b u i s w o r d t gemaakt met b e h u l p v a n a n a l y t i s c h e r e k e n m e t h o d e n ( i n de n a a s t e t o e k o m s t ook met CFD). Voor s c h r o e v e n en s y m m e t r i s c h e s t r a a l -b u i z e n i s h i e r v o o r -b i j MARIN p r o g r a m m a t u u r -b e s c h i k -b a a r . I n v e e l g e v a l l e n k a n de s t r a a l b u i s e c h t e r b e t e r a a n g e p a s t w o r d e n aan h e t o n g e l i j k m a t i g e s n e l h e i d s v e l d a c h t e r h e t s c h i p d o o r deze a s y m m e t r i s c h t e o n t w e r p e n . H i e r v o o r was e c h t e r geen p r o g r a m m a t u u r b e s c h i k b a a r . I n 1990 i s begonnen met de o n t w i k k e l i n g v a n een t h e o r e t i s c h model v o o r d i t o n t w e r p p r o b l e e m . Deze i s i n 1 9 9 1 v o o r t g e z e t . Momenteel w o r d t nog g e w e r k t aan de m a t h e m a t i s c h e f o r m u l e r i n g v o o r h e t b e r e k e n e n v a n h e t s n e l h e i d s v e l d t e n g e v o l g e v a n d i k t e en s c h r o e f b e l a s t i n g op b a s i s v a n h e t d r u k v e l d . V e r w a c h t w o r d t d a t e.e.a. i n 1992 g e c o d e e r d z a l w o r d e n , w a a r n a de v a l i d a t i e v a n h e t programma z a l p l a a t s v i n d e n . De r a p p o r t a g e v a n h e t o n d e r z o e k v i n d t eveneens i n 1992 p l a a t s . M a n o e u v r e r e n I n h e t v o o r o n t w e r p s t a d i u m v a n een s c h i p w o r d e n ook m a n o e u v r e e r -a s p e k t e n beschouwd. Er i s d-an b e h o e f t e -a-an methoden w-a-armee s n e l een e e r s t e i n d r u k v a n de m a n o e u v r e e r e i g e n s c h a p p e n v e r k r e g e n k a n w o r d e n . B e s t a a n d e methoden b l e k e n v o o r b e p a a l d e s c h e p e n o n v o l d o e n d e n a u w k e u r i g e v o o r s p e l l i n g e n t e g e v e n . D i t b e t r o f met name s c h e p e n met een l a g e l e n g t e - b r e e d t e v e r h o u d i n g , i n k o m b i n a t i e met een hoge b l o k c o e f f i c i e n t . H i e r v o o r was op ware g r o o t t e s t e r k a f w i j k e n d m a n o e u v r e e r g e d r a g g e k o n s t a t e e r d , met name een s l e c h t e k o e r s s t a b i l i t e i t . Aangenomen w e r d d a t d i t t e maken had met de s p e c i f i e k e " p r a a m " - v o r m i g e l i j n e n v a n h e t a c h t e r s c h i p Er o n t s t o n d d e r h a l v e b e h o e f t e aan een programma d a t b i j h e t b e r e k e n e n v a n m a n o e u v r e e r e i g e n s c h a p p e n de i n v l o e d v a n de v o r m v a n h e t a c h t e r s c h i p i n r e k e n i n g zou b r e n g e n .