Aframax tankkilaivan vastus jäärännissä

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2013
Major/Subject
Laivanrakennusoppi
Mcode
Kul-24
Degree programme
Language
fi
Pages
57
Series
Abstract
This master's thesis examines brash ice channel resistance of Aframax tanker class in Baltic Sea area. Finnish-Swedish ice class rules are verified for smaller vessels than Aframax and therefore ice resistance and power requirement is considerably higher than what is actually reasonable. This thesis presents full scale ice channel measurements, which has been conducted in Gulf of Finland and Bay of Bothnia. The aim is to find differences between ice channels and estimate factors affecting to them. Ship traffic is dense and operating vessels are larger in Gulf of Finland so the ice channels are significantly wider than in the Bay of Bothnia. Thesis examines ice model test results. The aim is to separate good and bad characteristics in hull form design. The angle between verticals and water line proved to be significant factor in channel resistance. Wide shoulders in bow weaken the performance in ice. Formulas that evaluate ice resistance in channels are also presented. Evaluation results from formulas are compared to ice model test result to separate problems. Proposition to improve Finnish -Swedish ice class rule channel resistance formula and Lindqvist's equation is done with the aid of full scale channel measurements and ice model test results. Lindqvist's equation can be used for ice channel resistance estimation when bending strength of ice is set to zero and ice thickness is halved. Finnish-Swedish ice class rules estimate the thickness of brash ice layer against the ship side higher than it seems to be in photos taken in ice model testing. The earlier theory of using the laws of soil mechanics for the brash ice does not apply. New calculation method is derived by changing the geometry of brash ice dynamic in the channel. New formula takes into account the porosity of ice. Both formulas proved to give more accurate estimations about ice channel resistance after improvements.

Tässä diplomityössä tutkitaan Itämeren olosuhteissa operoivien Aframax luokan tankkilaivojen kulkuvastusta jäärännissä. Aframax luokan tankkerit ovat merkittävästi suurempia laivoja, kuin laivat joita varten Suomalais-ruotsalaiset jääsäännöt on laadittu. Jääsäännöt määrittävät konetehon tarpeen huomattavasti suuremmaksi kuin, mitä todellisuudessa on järkevää. Työssä tutustutaan jäärännimittauksiin, joita on tehty runsaasti Suomenlahdella ja Perämerellä. Tarkoituksena on tarkastella eri alueiden jääränneissä esiintyviä eroavaisuuksia ja niihin vaikuttavia tekijöitä. Suomenlahden laivaliikenne on vilkkaampaa ja liikennöivät laivat suurempia, joten rännit ovat merkittävästi leveämpiä kuin Perämerellä. Työssä tarkastellaan laajaa Aframax tankkilaivojen mallikoeaineistoa. Tuloksia vertailemalla selvitetään hyvät runkomuodot sekä ominaisuudet, jotka ratkaisevasti heikentävät aluksen suorituskykyä jäärännissä. Merkittäväksi tekijäksi osoittautui vertikaalien ja vesiviivan välinen kulma vesiviivalla ja sen alapuolella. Suorituskykyä heikentää liian aikaisin täyteläiseksi kasvava vesiviivan muoto. Työssä esitellään rännivastusta arvioivat kaavat ja vertaillaan niiden antamia rännivastuksia mallikoetuloksiin. Mallikoeaineiston ja kaavojen lähemmällä tarkastelulla selvitetään kaavojen ongelmakohtia. Tarkasteluun otetaan myös Lindqvistin esittämä tasaisen jään vastusta arvioiva yhtälö. Suomalais-ruotsalaisiin jääsääntöihin ja Lindqvistin yhtälöön esitetään muutoksia jäärännimittauksista ja jäämallikokeista tehtyjen päätelmien perusteella. Lindqvistin kaavaa voidaan käyttää, kun jäänpaksuuden arvo puolitetaan ja jään taivutuslujuuden arvo asetetaan nollaan. Suomalais-ruotsalaiset jääsäännöt arvioivat laivan kylkeä vasten kasautuvan rännimassan paksuuden huomattavasti suuremmaksi, kuin mitä jäämallikokeista otetut kuvat osoittavat. Maamekaniikan lakeja ei voida soveltaa suoranaisesti jään dynamiikkaan, joka on otettu huomioon uudessa rännimassan paksuutta arvioivassa yhtälössä. Lisäksi yhtälö ottaa huomioon rännimassan kasaan puristuvuuden. Muutoksien avulla yhtälöillä saadaan tarkempia arvioita Aframax tankkialuksien rännivastuksista.
Description
Supervisor
Kujala, Pentti
Thesis advisor
Wilkman, Göran
Keywords
ice, Aframax, channel, jääränni, resistance, jääsäännöt, rännivastus
Other note
Citation