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Title: Development of a minimum stability criterion to prevent large amplitude roll motions in following seas
Other Titles: Entwicklung eines Mindeststabilitätskriteriums zur Vermeidung von großen Rollwinkeln im nachlaufenden Seegang
Language: English
Authors: Kluwe, Florian 
Keywords: Schiffssicherheit;parametrisches Rollen;Intaktstabilität;Kentern;risikobasiert;Stabilitätskriterien;Seegangsverhalten;ship safety;parametric rolling;intact stability;capsizing;risk based;stability criteria;seakeeping performance
Issue Date: 2009
Examination Date: 9-Oct-2009
Part of Series: Schriftenreihe Schiffbau 
Volume number: 648
Abstract (german): Die Intaktstabilität von Schiffen, ihre Fähigkeit, Kräften und Momenten ohne Kenterung zu widerstehen, wird heutzutage immer noch auf Basis von empirischen und semi-empirischen Kriterien bewertet. Verschiedene Unfälle in den letzten Jahren zeigen, dass die bestehenden Kriterien kein ausreichendes Sicherheitsniveau bieten, insbesondere für verschiedene Schiffstypen, wie beispielsweise RoRo-Schiffe und große Containerschiffe. Vor allem das dynamische Verhalten in längs laufendem Seegang wird von den existierenden Kriterien nicht in ausreichendem Maße berücksichtigt. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines neuen Intaktstabilitätskriteriums, basierend auf der direkten Berechnung der Schiffsantwort in unregelmäßigen, kurzkämmigen Wellen. Die Idee hinter dem neuen Ansatz ist, das Schiffsverhalten in einer Anzahl repräsentativer Betriebszustände zu bewerten. Für jede Situation wird dabei mit Hilfe des Blume-Kriterium seine limitierende Wellenhöhe bestimmt, wobei das Schiff oberhalb der Grenzwellenhöhe generell als unsicher angesehen wird. Alle unsicheren Betriebszustände tragen zum InsuffcientStabilityEventIndex"(ISEI) bei, der ein Maß für die Gefährdung des Schiffes in seinem dynamischen Umfeld darstellt. Der Grenzwert für den Index wird aus Unfalluntersuchungen gewonnen. Schließlich wird ein vereinfachtes, simulationsunabhängiges Kriterium abgeleitet, welches auf den Erkenntnissen aus der Simulation beruht und diese auch dort bereitstellt, wo Seegangs Simulationen nicht verfügbar sind. Das vereinfachte Kriterium basiert im Wesentlichen auf den Hebelarmschwankungen in Wellen.
Abstract (english): The intact stability of ships, their ability to withstand external forces and loads without capsizing, to date is still evaluated on the basis of empirical and semi-empirical criteria. A number of accidents in the past years show that these existing criteria do not provide a sufficient safety level, especially with respect to certain ship types, like RoRo-vessels and large Container Ships. In particular, the dynamic behavior in longitudinal waves is not addressed by the existing criteria. In the present work a new type of intact stability criterion is developed, which is based on the direct assessment of ship responses in irregular short crested seaways. The idea behind the new approach is to evaluate the ship's behavior in a representative number of possible operating conditions. For each operating condition a limiting wave height is determined by the Blume-criterion. Above this wave height a ship is considered to be unsafe. All unsafe situations contribute to the insufficient Stability Event Index (ISEI) with their individual probability of occurrence. This index is a measure for the overall vulnerability of a ship in the dynamic wave environment. The threshold value for this index is obtained from the investigation and analysis of a number of capsizing accidents. Finally, a simplified criterion is derived from the simulation-based index in order to provide the findings obtained from the numerical simulations also in situations where direct calculations are not accessible. The simplified criterion is mainly based on lever arm alterations in waves.
URI: http://tubdok.tub.tuhh.de/handle/11420/780
DOI: 10.15480/882.778
ISBN: 978-3-89220-648-4
Institute: Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit M-6 
Faculty: Maschinenbau
Type: Dissertation
Advisor: Krüger, Stefan 
Thesis grantor: Technische Universität Hamburg
License: http://doku.b.tu-harburg.de/doku/lic_ohne_pod.php
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