TIME DOMAIN MODELLING OF SHIP MOTIONS DURING THE BERTHING

Abstract

When designing a berthing structure generally an approach is used in which it is assumed the energy to be absorbed by fenders should be equal the kinetic energy of the ship. By definition, fenders makes ships berth safely, protect piers from shock, allow ships more safely after berthing. In this study, berthing problem which consists berthing, collison and leaving has been investigated and solved the time domain. For the mathematical model to simulate the external loads and the behaviour of a ship berthing to an open structure, Cummins equation solved in the time domain has been used. To add fender forces to other external loads of right hand side of Cummins equation, a program has been developed by Neşer. As a case study, a ship which is operating in marine transportation in Izmir Bay has been chosen.

Keywords

• Fender forces, Ship motions, Time domain modelling

YANAŞAN BİR GEMİNİN HAREKETLERİNİN ZAMANIN BAĞLISI OLARAK MODELLENMESİ

Abstract

Yanaşma yapılarının tasarımı, genellikle yanaşan gemilerin sahip olduğu kinetik enerjinin usturmaça sistemi tarafından tamamıyla sönümlendiği yaklaşımını içerir. Tanım olarak usturmaçalar; gemilerin yanaşma yapılarına güvenlikle yanaşmasını sağlayan, yanaşma yapısını çarpmanın olumsuz etkilerinden koruyan ve gemilerin bağlıyken de güven içinde kalmalarına yardımcı olan donanımlardır. Bu çalışmada yanaşma yapılarının tasarımına yeni bir bakış açısı getirmek amacıyla, bir geminin yanaşma-çarpma-ayrılma aşamalarından oluşan yanaşması zamanın bağlısı olarak irdelenmiştir. Yanaşma, temel ögeleri gemi, usturmaça sistemi ve yanaşma yapısı olan ve bu ögeler arasındaki etkileşimin yanaşma koşulları ve çevresel koşullarca sağlandığı bir sistem olarak algılanmıştır. Bir gemiye etkiyen, doğrusal olmayan etmenleri içerebilecek bir modelleme yapabilmek için geminin hareket denklemlerinin zamanın bağlısı olarak formüle edilmesi gerekir. Buna olanak tanıyan, yani dış yükler etkisiyle oluşmuş hidromekanik tepkime kuvvetlerinin ve momentlerinin elde edilmelerini sağlayan Cummins’in klasik formülasyonu ve bu formülasyona ilişkin Ogilvie’nin geliştirmeleri bu çalışmanın temelini oluşturur. Anılan denklemelerin sağ tarafını oluşturan dış yüklere, usturmaça yüklerinin eklenmesi Neşer tarafından gerçekleştirilmiştir. Ortaya çıkan matematiksel model, İzmir Körfezi’nde çalışan bir yolcu gemisine uygulanmıştır.

Keywords

• Usturmaça kuvvetleri, Gemi hareketleri, Zamanın bağlısı modelleme

References

1. Costa V.C. (1978): “Fender as Energy Dissipators”, The Dock and Harbour Authority, C. 59, N. 694, s. 132-134.
2. Cummins W.E. (1962): “The Impulse Response Function and Ship Motions”, Hamburg, Institut für Schiffbau der Universität Hamburg, Proceedings of Symposium on Ship Theory, s. 101-109.
3. Gerittsma J., Beukelman W. (1972): “Analysis of The Resistance Increase in Waves of A Fast Cargo Ship”, Delft, Netherlands Ship Research Center, Report No: 169.
4. Girgrah M. (1977): “Practical Aspects of Dock Fender Design”, Leningrad, Permanent International Association of Navigation Congresses, Proceedings of International Navigation Congress, p. 5-13.
5. Janava R.C., Jiang C.W. (1983): “Development of Analytical Techniques for the Assessment of Energy Absorption Mechanism in Marine Fender Systems”, Virginia, Office of Naval Research, Report No. 6A 31-115-001.
6. Journee J.M.J. (1993a): “Calculations of Struck-Ship Motions by using The Cummins Equations with Strip Theory Potential Coefficient”, Delft, Delft University of Technology Ship Hydromechanics Laboratory, Report No. 978-0.
7. Journee J.M.J. (1993b): “User Manual of Program SEAWAY-D/4.10: A Pre-Processing Program of DREDMO/4.0”, Delft, Delft University of Technology Ship Hydromechanics Laboratory, Report No. 969.
8. Journee J.M.J. (1996): Delft, 08-10 Mayıs, Kişisel görüşme.

9. Neşer G. (1996): “Gemi-Liman Çarpışmasının Analizi ve Liman Usturmaça Sistemlerinin Dizaynı”, İzmir, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
10. Ogilvie T.F. (1964): “Recent Progress towards The Understandings and Prediction of Ship Motions”, Bergen, Office of U.S. Naval Research, Proceedings of Fifth Symposium of Naval Hydrodynamics, s. 4-126.
11. Shibata Industrial G. Ltd. (1989): “Design Conception of Shibata Marine Fenders”, Tokyo.
12. St. Denis M., Pierson W.J. (1953): “On the Motions of Ship in Confused Seas”, New York, Transactions of the Society of Naval Architects and Marine Engineers, V. 81, p. 109-143.