Dissertação

{pt_PT=Simplified approach for the estimation of the added resistance of ships in waves} {} EVALUATED

{pt=Diversas entidades públicas e privadas responsáveis, têm levado a cabo investigações relativas aos efeitos provocados pelos navios enquanto navegam em ondas. Um destes fenómenos, é a resistência provocada pelas ondas, podendo representar 30% do total da resistência que o navio sofre. Nesta dissertação uma minuciosa revisão bibliográfica foi conduzida para melhor perceber e avaliar os métodos e técnicas que estão a ser usados nesta área de estudo e sobre simulações e previsões numéricas feitas através de algoritmos e regressões. Foram também criadas bases de dados de experiências feitas com modelos de navios em tanques de ondas para validar os métodos teóricos e semi empíricos usados para o cálculo da resistência causada pelas ondas. Através do cálculo da resistência de ondas utilizando as metodologias estudas, foi criada de uma lista de observações da resistência em ondas para todas as condições de ondas e que tem por base navios porta contentores. Foi desenvolvido um modelo através de regressão linear que apresenta uma correlação adequada às observações registadas. O modelo apresenta ainda uma forma eficaz e rápida de calcular a resistência de um navio, em ondas irregulares, utilizando parâmetros simples e de fácil obtenção, quer ao nível do navio, quer ano nível das ondas. Outros métodos que utilizam algoritmos de otimização são também discutidos, bem como as suas possíveis e futuras aplicabilidades. São também sugeridos métodos para uma futura continuação de trabalho e, também registada uma falta de dados experimentais por parte da comunidade científica, em geral., en=Private and public entities have researched the effects between sailing ships and waves and how these phenomena translate to economic benefits. The wave added resistance is one of these phenomena, and it can contribute up to 30% to the total resistance a ship perceives, and consequently on the fuel consumption. In this dissertation a thorough literature review was conducted to understand and evaluate the methods being used in the field of study of added resistance in waves and in its prediction through numerical simulations and regressions. An experimental database of tank test data was also created to later validate the theoretical and semi-empirical models and applied methodologies. To test the theories several studies were conducted to obtain a methodology that would correctly predict the added resistance for different ship types and sea conditions. Through the computation of the added resistance with a combination of NTUA and Salvesen’s methods, a record of observations of added resistance was made for a variety of sea conditions which is based on container ships specifically. A linear regression model was developed which presented an adequate fit to the responses in the previously built database. It also, offers a quick and efficient method to predict the added resistance in irregular waves using a minimal amount of ship and ocean wave parameters. Other methods using machine learning algorithms are discussed as well as their applicability and future work is suggested noting the lack of public data regarding tank tests.}
{pt=Resistência Adicional, Ondas Oceânicas, Simulação Numérica, Algoritmos de Otimização, Modelação de Regressão Linear, en=Added resistance, Ocean Waves, Numerical Simulation, Machine Learning, Linear Regression Modelling}

Janeiro 21, 2021, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Roberto Vettor

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar