Analysis of moored ship oscillations in waves

Abstract

В работе рассмотрены особенности колебаний пришвартованного судна для основных портов Сахалинской области, поскольку качка судна у причала может представлять опасность и приводить к повреждению судна или швартовых линий. По данным натурных измерений морского волнения в портовых бухтах рассчитаны спектры колебаний уровня и определены периоды существующих в них волн для диапазона периодов от 2 с до 30 минут. Произведен расчет периодов собственных колебаний (качки) двух типов судов, преимущественно швартующихся в портах. С учетом полученных результатов выполнено моделирование движения судов при волнении как динамической с системы внешним возбуждающим воздействием на основе дифференциального уравнения второго порядка. Показано влияние коэффициента вязкого демпфирования и жесткости швартовых на реакцию динамической системы без удара о причал и для режима ударного осциллятора. Установлено, что в случае прихода в район порта Корсаков длинноволновой зыби движения судна могут переходить в хаотические. The paper considers the peculiarities of moored vessel oscillations for the main ports of the Sakhalin region, since the pitching of the vessel at the berth can be dangerous and lead to damages of the vessel or mooring lines. Spectra of sea level fluctuations and periods of waves in port bays were calculated using sea level fluctuation measurements obtained in the range from 2 seconds to 30 minutes. Calculations of resonance periods (pitching) of two types of vessels mainly moored in ports were done. Taking into consideration these results the simulation of the vessel movement in waves as a dynamic system with an external excitation was performed on the base of second-order differential equation. The influence of viscous damping coefficient and mooring stiffness on the response of the dynamic system is shown for two cases: for system without impact and for the impact oscillator mode. It is established that in the event of a long-wave swell coming to the Korsakov port area, the vessels movements may become chaotic.