Academic literature on the topic 'INGEGNERIA NAVALE E MARINA'

2004/2005
Parametrically excited roll motion has become a relevant technical issue, especially in recent years, due the increasing number of accidents related to this phenomenon. For this reason, its study has attracted the interest of researchers, regulatory bodies and classification societies. The objective of this thesis is the developing of nonlinear analytical models able to provide simplified tools for the analysis of parametrically excited roll motion in longitudinal regular and irregular long crested waves. The sought models will take into account the nonlinearities of restoring and of damping, in order to try filling the gap with the analytical modelling in beam sea. In addition, semi-empirical methodologies will be provided to try extending the usual static approach to ship stability based on the analysis of GZ curve, in a probabilistic framework where the propensity of the ship to exhibit restoring variations in waves is rationally accounted for. The thesis addresses three main topics: the modelling of parametric roll in regular sea (Chapter 2 to Chapter 5), the modelling of parametric roll motion in irregular long crested sea (Chapter 6 and Chapter 7) and the extension of deterministic stability criteria based on the analysis of geometrical GZ curve properties to a probabilistic framework (Chapter 8). Chapter 1 gives an introduction, whereas Chapter 9 reports a series of final remarks. For the regular sea case an analytical model is developed and analysed both in time domain and in frequency domain. In this latter case an approximate analytical solution for the nonlinear response curve in the first parametric resonance region is provided by using the approximate method of averaging. Prediction are compared with experimental results for four ships, and the analytical model is investigated with particular attention to the presence of multiple stable steady states and the inception of chaotic motions. The influence of harmonic components higher than the first one in the fluctuation of the restoring is also investigated. In the case of irregular sea, the Grim's effective wave concept is used to develop an analytical model for the long crested longitudinal sea condition, that allows for an approximate analytical determination of the stochastic stability threshold in the first parametric resonance region. Experimental results are compared with Monte Carlo simulations on a single ship, showing the necessity of a tuning factor reducing the hydrostatically predicted magnitude of parametric excitation. The non-Gaussianity of parametrically excited roll motion is also discussed. Finally, on the basis of the analytical modelling of the restoring term in irregular waves, an extension of the classical deterministic approach to ship static stability in calm water is proposed, to take into account, although is a semi-empirical form, restoring variations in waves. Classical calm water GZ curve is then extended from a deterministic quantity to a stochastic process. By limiting the discussion to the instantaneous ensemble properties of this process, it is shown how it is possible to extend any static stability criterion based on the geometrical properties of the GZ curve, in a rational probabilistic framework taking into account the actual operational area of the ship and the propensity of the ship to show restoring variations in waves. General measures of restoring variations are also discussed, such as the coefficient of variation of metacentric height, restoring lever and area under GZ. Both the short-term and long-term point of view are considered, and the method is applied to three different ships in different geographical areas.

L’area del Mar Ligure racchiusa nei confini internazionali del Santuario Pelagos dei Cetacei si distingue nel Mediterraneo sia per l’importanza bio-ecologica sia per la capillare diffusione del traffico navale, così intenso su base annua da profilare un serio rischio di disturbo acustico per i mammiferi marini. La mia tesi si inserisce nel progetto GIONHA i cui obiettivi sono monitorare, prevenire, e ridurre tale importante fonte di inquinamento. Il principale obiettivo è quello di analizzare i passaggi necessari per l’impostazione di un modello che simuli il percorso dell’onda sonora in acqua, per stimare il livello di rumore ricevuto da un cetaceo che si trovi in un punto qualunque dell’area. A tal fine l’attività di tesi ha comportato la comprensione delle premesse teoriche, la raccolta e la selezione dei dati e la scelta dei parametri di simulazione. La tesi presenta come risultati delle mappe di rumore utilizzate per testare il buon funzionamento del modello in un’area all’interno del Santuario. Alla luce di considerazioni ecologiche e del quadro normativo in vigore in Italia per il Santuario dei Cetacei, le mappe prodotte per questo progetto rappresentano un utile strumento per la gestione dell’area protetta ai fini della salvaguardia dei mammiferi marini e dell’ecosistema.

L’obbiettivo di questo elaborato di tesi è quello di eseguire uno studio di fattibilità per l’applicazione della tecnologia dei robot a cavi in ambito navale e della Difesa. Il lavoro è stato svolto presso l’azienda Calzoni di Calderara di Reno. In particolare, si è analizzata la possibilità di sostituire le tradizionali strutture rigide impiegate nella movimentazione di carichi con un sistema robotico azionato da cavi che fosse in grado di garantire caratteristiche quali modularità e una più facile riconfigurabilità. Sono state prese in considerazione diverse architetture di robot a cavi. Innanzitutto, si è verificato per ognuna il rispetto delle specifiche di progetto assegnate dall’azienda. Si è quindi condotta un’analisi cineto-statica sulle architetture potenzialmente idonee in modo tale da determinare quale fosse quella più prestazionale. Definita la migliore configurazione, se ne è sviluppato un primo concept preliminare.

La tesi affronta il tema della conversione dell’energia marina in energia elettrica. Tale argomento viene inquadrato nell’ambito della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili, di cui si riportano le stime dei costi relativi, e confronti con la produzione da fonti fossili. La tesi affronta il tema della conversione dell’energia marina discutendone: la definizione, l’analisi economica, i progetti principali in cui sono coinvolte le maggiori imprese del settore, cenni alle stime del potenziale energetico dell’energia marina lungo le coste italiane e agli impianti in corso di realizzazione nel suolo nazionale. Vengono descritte inoltre le caratteristiche principali di un impianto per la conversione di energia marina in energia elettrica, ed in particolare: il funzionamento delle turbine marine e la loro classificazione, il principio di funzionamento di un convertitore di energia ondosa ed in particolare del tipo a galleggiamento. La tesi discute le prospettive di sviluppo della tecnologia in oggetto e le possibili applicazioni future. Infine, è presente un’analisi dei principali benefici e svantaggi dell’energia marina come fonte per la produzione di energia elettrica.