Hydroelastic analysis of slender bodies in waves by means of strip theory

Καλόγρης, Παναγιώτης; Kalogris, Panagiotis

dc.contributor.author	Καλόγρης, Παναγιώτης	el
dc.contributor.author	Kalogris, Panagiotis	en
dc.date.accessioned	2017-10-02T10:44:57Z
dc.date.available	2017-10-02T10:44:57Z
dc.date.issued	2017-10-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45712
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16524
dc.rights	Default License
dc.subject	Υδροελαστικότητα	el
dc.subject	θεωρία Euler-Bernoulli	el
dc.subject	Θεωρία δοκών	el
dc.subject	Beam Theory	en
dc.subject	Timoshenko beam	en
dc.subject	Strip theory	en
dc.subject	Hydroelasticity	en
dc.subject	Beam Theory	en
dc.subject
dc.title	Hydroelastic analysis of slender bodies in waves by means of strip theory	en
dc.title	Υδροελαστική ανάλυση λεπτόγραμμων σωμάτων σε κυματισμούς με χρήση της θεωρίας λωρίδων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΝΑΥΤΙΚΗ ΥΔΡΟΔΥΝΑΜΙΚΗ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/f153a1858b050e85acd4d48b9602986e66543497
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-06-12
heal.abstract	Η υδροελαστική ανάλυση αποτελεί θεωρία υπολογισμού των αποκρίσεων πλωτών κατασκευών με ακριβέστερο και ρεαλιστικότερο τρόπο, καθώς ενσωματώνει πτυχές της μηχανικής του παραμορφώσιμου στερεού, δηλαδή τη θεωρία ελαστικότητας, στην κλασσική ναυτική και θαλάσσια υδροδυναμική. Υπό αυτό το πρίσμα, παρέχει ένα ισχυρό εργαλείο για την παραγωγή ενός ενοποιημένου, συζευγμένου συστήματος αποκρίσεων, καθόσον η μελέτη της υδροδυναμικής συμπεριφοράς πλοίων και άλλων ωκεάνειων κατασκευών συνυπολογίζει τις μηχανικές /δομικές τους ιδιότητες. Ως ανταμοιβή, παρέχεται στους ωκεανομηχανικούς μια πλουσιότερη θεωρητική δομή ανάλυσης θεμάτων αντοχής. Ένα από τα κεντρικά σημεία της παρούσας εργασίας είναι η αποτίμηση των ελαστικών παραμορφώσεων, των επαγόμενων από την κατακόρυφη ταλαντωτική κίνηση, ενός πλοίου που ταξιδεύει με σταθερή (μέση) πρόσω ταχύτητα στην ανοικτή θάλασσα υπό μετωπικούς (ή ακολουθούντες) κυματισμούς. Συμμετρικές παραμορφώσεις, λόγω κατακόρυφης κάμψης, προκαλούνται σε συγκεκριμένες συχνότητες οι οποίες ονομάζονται φυσικές συχνότητες. Κάθε κατασκευή μπορεί να μοντελοποιηθεί ως προς την ελαστική συμπεριφορά και η σύστοιχη ευκαμψία της σχετίζεται με τα δομικά της χαρακτηριστικά. Τα τελευταία καθορίζουν τις φυσικές συχνότητες της κατασκευής. Αυτές οι ιδιοσυχνότητες των θαλάσσιων κατασκευών ενδέχεται να εντοπίζονται εντός του εύρους των συχνοτήτων (συνάντησης) επί του οποίου κατανέμεται η ενέργεια μιας κατάστασης θάλασσας μέσω του φάσματος ισχύος των ανεμογενών κυματισμών. Τούτο ενδέχεται να οδηγήσει σε κρίσιμες καταστάσεις για την αντοχή της κατασκευής, τόσο σε πρωτεύον όσο και σε τοπικό επιπεδο. Στην παρούσα εργασία, εκμεταλλευόμαστε προϋπάρχουσες αναλυτικές μεθόδους προκειμένου να παράξουμε (γραμμικά) υδροελαστικά μοντέλα εφαρμοζόμενα σε επιμήκη, μονόγαστρες, πλωτές κατασκευές. Αρχικά, τα μοντέλα δοκών Euler – Bernoulli και Timoshenko χρησιμοποιoύνται ως τα κύρια χρησιμοποιoύνται εργαλεία για την ανάλυση της κατασκευής «εν κενώ». Ακολούθως, μέσω της θεωρίας λωρίδων επιστρατεύουμε ένα διδιάστατο μοντέλο ροής με δυναμικό για τον υπολογισμό των υδροδυναμικών και υδροστατικών ιδιοτήτων του πλοίου. Τέλος, οι προκύπτουσες ιδιομορφές επιπροστίθενται στις κινήσεις του απολύτα άκαμπτου σώματος παράγοντας έτσι το πλήρες σύνολο των εξισώσεων για την περιγραφή των αποκρίσεων του πλοίο σε διέγερση από αρμονικούς κυματισμούς.	el
heal.abstract	Hydroelastic analysis represents a theory for calculating the responses of marine structures in a more accurate and realistic fashion since it integrates aspects of deformable body mechanics, namely elasticity theory, into classical ship and marine hydrodynamics. In that connection, it provides a powerful tool for the derivation of a unified, coupled system of responses, since the investigation of the hydrodynamic behavior of ships and other ocean structures is taking into account their mechanical/structural properties. A richer framework of analysis for strength aspects is provided to ocean engineers in return. One of the main aspects of this thesis is the assessment of the heave induced elastic deformations for an ocean going ship cruising at steady mean forward speed in heading (or following) seas. Symmetrical distortions, due to vertical bending, are triggered in specific frequencies called natural frequencies. Every structure can be modeled for an, up to some degree, elastic behavior and the associated flexibility is related to its structural characteristics. The latter define the natural frequencies of the structure. These eigenfrequencies of a marine structure may be met within the range of (encounter) frequencies on which the energy of a sea state is distributed, by means of the wind wave power spectrum. This may lead to critical conditions from the local and global strength point of view. In this work, we take advantage of the benefits of previously existed analytical theories in order to produce (linear) hydroelastic models applied to elongated (long and slender), monohull marine structures. First, the Euler – Bernoulli and Timoshenko beam models are used as main analytical tools for the “in vacuo’’, or “dry hull” analysis. Then by means of strip theory we employ a 2D potential flow theory in order to calculate the hydrodynamic and hydrostatic ship properties. Finally, the produced structure principal modes are imposed to the rigid ship motions producing the full set of equations which describe the ship responses to excitations due to harmonic waves.	en
heal.advisorName	Μπελιμπασάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γρηγορόπουλος	el
heal.committeeMemberName	Πολίτης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής και Θαλάσσιας Υδροδυναμικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	172 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false