Faglig innhold

Kurset tar for seg de tre hovedkategoriene av hurtigfartøyer, dvs. skrogstøttede, luftpute støttede og folieunderstøtte fartøy. Skrogstøtte fartøy er delt inn i halvfortrengnings- og høvlingsskip. Alle hydrodynamiske aspekter blir diskutert. Dette betyr motstand, trimming, vask, fremdrift, sjøføring, hydrodynamisk stabilitet og manøvrering. Koblinger til automatisk kontroll og konstruksjonsmekanikk vektlegges. Det er viktig å understreke at metoder / emner som behandles av kurset kan brukes til / er relevante for forskyvningsfartøy, som et spesielt tilfelle av skrogstøttede fartøyer som opererer i det lave Froude-nummerområdet. Kjørespørsmålene er: Hva er motstandskomponentene til forskjellige hurtiggående fartøy? Hva er deres sjøholdende og manøvrerende egenskaper? Hva er de viktigste ustabilitetsmekanismene / -fenomenene som en funksjon av hastighet? Hvilke prediksjonsmetoder er egnet til å forutsi likevektsforholdene, deres rolige vannprestasjoner, deres operasjoner til sjøs? De viktigste trinnene i kurset er følgende. Først gis en generell oversikt over kurset. Deretter blir de forskjellige fartøyskategoriene for høyhastighet undersøkt i detalj. Overflateffekten skip (SES), som arbeider med: statisk likevekt, metasentrisk høyde, motstandskomponenter, kollisjonspute, baugforsegling, hastighetstap i bølger, brostein svingninger. Hydrofoliefartøyene, som arbeider med: statisk likevekt, løfte- og dragkoeffisienter, kavitasjon, fra skrogbårne til foliebårne forhold, motstand, manøvrering, automatisk kontroll, lineær folie-teori, Weissinger tilnærming, tredimensjonal folie teori, fri overflateeffekter, folieinteraksjon, bølgeinduserte bevegelser av hydrofoilskip. Semi-forskyvningsfartøyene, som arbeider med: motstandskomponenter, bølgemotstand og vask, bølgeinduserte bevegelser, ekstra motstand, dynamisk stabilitet, globale bølgelast, manøvrering. Høvlende fartøyer, som arbeider med: jevn likevekt, dynamisk ustabilitet. porpoising. manøvrering.

Læringsutbytte

Generelle mål for kurset er: • Å bygge opp kunnskap om forskjellige typer høyhastighetsfartøy, deres typiske bruksområder og deres hydrodynamiske funksjoner. • Å gi nok fysisk innsikt til å tolke teoretiske og eksperimentelle undersøkelser av hydrodynamiske egenskaper anvendt i utforming av høyhastighets marine kjøretøy. • For å ikke kunne utføre enkle analyser og beregninger av hydrodynamiske egenskaper til høyhastighets marine kjøretøy. • Å mestre konseptene og terminologien til høyhastighets marine kjøretøy. Blant læringsutbyttet for studentene, med hensyn til kunnskap og ferdigheter, kan man liste: • Å forstå de viktigste forskjellene mellom alternative fartøyskonsepter med høy hastighet, fordeler og utfordringer med design og drift; Dette er viktig for å velge et spesifikt konsept for målrettede oppdrag. • Å lære den relative viktigheten av fysiske mekanismer i motstanden som en høyhastighets fartøy opplever i rolig vann og å kunne estimere det ved å velge egnede prediksjonsmetoder. For å kunne estimere bidrag til ekstra motstand på grunn av f.eks. samspill med hendelsesbølger, manøvrering. • Å kunne identifisere passende fremdriftssystem for et spesifikt høyhastighets kjøretøy og estimere for propeller og vannstråler det tilførte skyvet og effektiviteten, samt å kunne kontrollere deres operative utfordringer. • For å kunne estimere relevante bølgeinduserte responsvariabler (bevegelser, relative bevegelser, akselerasjoner, etc.) innenfor lineær teori og vurdere operasjonelle begrensningskriterier for et spesifikt høyhastighetsfartøy. Dette inkluderer også estimering av forekomst og funksjoner ved stivbevegelsesresonans og fleksibel modusresonans (springing / pisking). • Å kunne grovt vurdere forekomsten av voldsomme bølgekroppers interaksjonsfenomener, for eksempel vann på dekk og smelling, og kjenne til de fysiske fenomenene og faktorene knyttet til slamming, dens relevans og konsekvenser. For å lære de generelle trekkene ved de viktigste metodene som brukes for å forutsi slamming av belastninger på fartøyer og deres lokale og globale konsekvenser. • For å kunne estimere de hydrodynamiske belastningene under skipsmanøvrering, så vel som belastningen og ytelsen til styreanordningene, inkludert manøvrering i bølger, tilstedeværelse av andre skip eller strukturer. • Å kunne vurdere statisk og dynamisk stabilitet for høyhastighetsbiler og identifisere relevante design- og driftsparametere som regulerer deres stabilitetsegenskaper. • Å kunne undersøke bruken av automatisk kontroll og dens konsekvenser for fartøyets oppførsel. • Å være klar over skaleringsproblemer når du utfører modelltester for å estimere relevante lokale / globale variabler for forskjellige høyhastighetsfartøy.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger: Det er en tre-timers teoretisk og en times øvings forelesning per uke. Studentene anbefales å følge alle forelesningene; Dette vil hjelpe dem i læringsprosessen og vil oppmuntre til et godt læringsmiljø med de andre studentene. På øvingsforelesningene vil de motta hint for den spesifikke øvelsen og bidra til å forbedre sine løsningsstrategiske ferdigheter. En lærerassistent vil hjelpe elevene med øvelsene og vil administrere øvingsforelesningene og aktivitetene. I løpet av kurset vil øvingsforelesninger veksle med de teoretiske forelesningene. Hver uke blir øvelser tildelt studentene med emner som er innenfor kurset og som er relatert til emnet. Fristen er to uker etter hvert oppdrag. Totalt vil det bli tildelt tolv hjemmearbeid om øvelser som er relevante for emnets innhold og omfang. Øvelsene må sendes inn i tide for å bli vurdert til eksamenskravene. Unntak kan gjøres hvis forsinkelser er passende begrunnet. Læringsvurdering: I begynnelsen av kurset gis studentene en liste med eksempler på spørsmål som er nært knyttet til de teoretiske forelesningene. Studentene blir anbefalt å sjekke evnen til å svare på spørsmålene i mellomtiden at de følger kurset og å varsle om de har problemer. De blir også anbefalt å jobbe i grupper for å undersøke spørsmålene fra forskjellige perspektiver og åpne tankene sine ved å bruke de forskjellige studentenes bakgrunn som berikelse for deres læringsaktiviteter. Kommunikasjon: All informasjon om kurset gis gjennom kurset Online Learning Platform. Dette inkluderer eksamener fra tidligere år, emnene på kurset er delt opp i teoretiske og øvingsforelesninger, notater og lysbilder fra teoretiske forelesninger, eksempelspørsmål, oppgitte øvelser. Studentene kan også laste opp hjemmearbeidene sine på samme plattform og informeres om spesifikke endringer / saker gjennom bulletiner.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Topic TMR4215 Sea loads.

Forkunnskapskrav

Kjennskap til matematiske symboler og ha grunnleggende kunnskap om fluidmekanikk, vannbølger og hydrodynamikk.

Kursmateriell

Faltinsen, O.M., 2005, Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, Cambridge University Press.