Bølgebelastninger på skibe og offshore konstruktioner

• Udlede bevægelsesligninger for en flydende maritim konstruktion ved brug af lineære koefficienter
• Gå frem og tilbage mellem den tid-og frekvens-domæne repræsentationer af problemet
• Udlede relationer mellem forskellige sprednings problemer og deres asymptotiske grænser
• Bruge Green’s sætning til at udlede rand integral formuleringen
• Lave en diskretisering af rand integral formuleringen til numeriske beregninger
• Beslutte hvilke numerisk løsning teknik der er bedst egnet til et bestemt problem
• Skrive en program for at løse bevægelsesligninger i Matlab
• Beregne responsen af en flydende konstruktion i bølge og sammenligne med etablerede benchmark løsninger
• Fortstå hvordan svage ikke-lineær effekter kan inkorporeres i en tids domæn løsning
• Beskrive hvordan ikke-lineære effekter kan indgå i analysen

Med udgangspunkt i de grundlæggende bevarelseslove for en strømning (Navier-Stokes ligniner) vil vi udlede potentielle strømnings approksimation for den hydrodynamiske interaktion mellem en fast eller flydende marine struktur og bølgerne. Dette problem bliver lineariseret, under forudsætning af små bølgeamplituder og små bevægelser, for at udtrykke konstruktionen som en lineær harmonisk oscillator. Forholdet mellem tid-og frekvens-domæne udtryk understreges. Green’s sætning bruges til at udlede en række nyttige relationer mellem koefficienterne, samt høj-og lavfrekvente grænser. Green’s sætning fører også til rand integral formuleringen og videre til rand element metoden (BEM), som er den mest udbredte løsningsteknik for at beregne de hydrodynamiske koefficienter. En række varianter af BEM diskuteres herunder både 2D strip-type metoder og 3D-metoder baseret på enten det frie overflade eller Rankine Green funktion. Som opgave, skal den studerende opbygge sin egen 2D BEM løser til både uendelige domæne problemer og bølge problemer. Finite difference og finite volumen løsninger bliver også diskuteret. Ugentlige øvelser løses for at illustrere teorien. En bevægelsesligningsløser bygges i Matlab og anvendes til at analysere flere typiske konstruktioner. Nogle koncept prøver bliver også svaret på i løbet af semesteren.

41201/41312/41102/10346/41224/41225/41226/02631/02685, Grundlæggende skibs og offshore teknik, grundlæggende fluid mekanik, lineær bølgeteori samt programmering i Matlab er forventet. Ordinære og partielle differentialligninger samt ikke-lineær bøgedynamik er ønskelige.

Forelæsninger, øvelser, kort konceptprøver og en mundlig eksamen.