I N D E P T H I C E- C L A S S V E S S E L S
Fi g u r e 2: S k et c h of a p r o p ell e r milli n g i c e, si d e - o n
n e w v e s s el s a n d m a k e d e si g n a dj u st m e nt s t h at w o ul d e n a bl e t h e v e s s el s t o b ett er u n d ert a k e it s mi s si o n s.
T h e ri g ht t o ol s T h e i c e br e a ki n g l o a d ti m e /fr e q u e n c y w a s d et er mi n e d u si n g a n i n- h o u s e t o ol, Dir e ct D e si g n of P ol ar S hi p s ( D D e P S), w hi c h w a s d e v el o p e d b y A B S H E T C i n p art n er s hi p wit h s e v er al ot h er i c e e x p ert s.
D D e P S all o w s t h e u s er t o c al c ul at e i c e l o a d s u si n g m a n y di ff er e nt l o a di n g s c e n ari o s (i n cl u di n g t h e d e si g n l o a d s c e n ari o fr o m t h e P ol ar Cl a s s R ul e s) f or u s er- d e fi n e d i c e pr o p erti e s a n d v e s s el p arti c ul ar s f or a s hi p-i c e fl o e i m p a ct. D D e P S u s e s t h e P o p o v c olli si o n m o d el ( w hi c h t ur n s a 6 D c olli si o n i nt o a 1 D c olli si o n) al o n g wit h a n i c e m o d el ( c all e d t h e pr e s s ur e- ar e a r el ati o n s hi p) t o d et er mi n e t h e i c e l o a d s u si n g a n e n er g y b al a n c e ( e xt er n al ki n e m ati c e n er g y of t h e c olli si o n = i nt er n al cr u s hi n g e n er g y of t h e i c e).
T hi s e n a bl e s t h e u s er t o s et t h e s hi p i n p ut s f or t h e c olli si o n ( h ull a n gl e, pri n ci p al p arti c ul ar s, s p e e d) a n d i c e (t hi c k n e s s, cr u s hi n g str e n gt h, fl e x ur al str e n gt h, fl o e si z e) a n d o ut p ut t h e i c e l o a d s. A s t hi s a p pr o a c h a c c o u nt s f or t h e v el o cit y, H E T C w a s a bl e t o u s e ki n e m ati c e q u ati o n s a n d t h e e n er g y b al a n c e t o d et er mi n e t h e ti m e it t a k e s f or t h e i c e l o a d t o d e v el o p.
U si n g t h e v e s s el’ s p arti c ul ar s a n d d e si g n i c e br e a ki n g c a p a biliti e s, H E T C w a s a bl e t o d et er mi n e a r e ali sti c fr e q u e n c y of i c e l o a d s d uri n g i c e br e a ki n g, w hi c h w a s u s e d i n c o nj u n cti o n wit h st ati sti c al i c e l o a d s fr o m d e di c at e d fi el d tri al s t o p erf or m t h e vi br ati o n a n al y si s. T h e a n al y si s s h o w e d t h at vi br ati o n s d u e t o i c e br e a ki n g ar e wit hi n t h e a c c e pt a n c e li mit s.
T h e v e s s el d e si g n w a s al s o a s s e s s e d f or o p er ati o n al vi br ati o n s d uri n g pr o p ell er i c e milli n g.
T H E N A V A L A R C HI T E C T
W hil e n ot e x pli citl y st at e d i n t h e A B S P ol ar Cl a s s r ul e s, r e a s o n a bl e i c e l o a d s t h at c a n b e u s e d f or milli n g a n al y si s c a n b e d eri v e d u si n g v ari o u s a s p e ct s of t h e A B S P ol ar Cl a s s r ul e r e q uir e m e nt s.
D at a a n al y si s A B S h a s pr e vi o u sl y t a k e n p art i n a j oi nt i n d u str y pr oj e ct t h at m e a s ur e d i c e i m p a ct l o a d s o n t h e h ull a n d p o d d e d pr o p ul s or s f or a n Ar cti c t a n k er, wit h i c e l o a d d at a c oll e ct e d o v er a p eri o d of s e v er al y e ar s.
S e v er al di ff er e nt t y p e s of d at a w er e c oll e ct e d, r a n gi n g fr o m c o m pr e s si v e /t e n sil e str ai n s o n pl ati n g a n d fr a mi n g t o li n e ar v ari a bl e di ff er e nti al tr a n sf or m er ( L V D T) d at a wit hi n t h e p o d str ut s. A B S h a s u s e d t hi s d at a a cr o s s m a n y di ff er e nt pr oj e ct s o v er t h e l a st d e c a d e, a n d w a s a bl e t o utili s e a s p e ct s of t h e d at a f or t h e i c e - milli n g l o a d ti m e / i m p ul s e f or t h e i c e br e a k er i n t hi s pr oj e ct.
T h e m a g nit u d e of i c e l o a d s i s d e p e n d e nt o n m a n y di ff er e nt f a ct or s, e s p e ci all y t h e s p e e d a n d g e o m etr y of t h e i m p a ct. A s s u c h, it i s di ffi c ult t o tr a n s p o s e m a xi m u m / mi ni m u m i c e l o a d m a g nit u d e d at a fr o m o n e v e s s el t o a n ot h er, e s p e ci all y w h e n t h at m a g nit u d e i s i nf err e d fr o m str u ct ur al r e s p o n s e. H o w e v er, t h e r e s p o n s e ti m e /i m p ul s e of t h e i m p a ct i s r el ati v el y c o n st a nt w h e n r el at e d t o t h e v e s s el’ s s p e e d – or i n t h e c a s e of pr o p ul s or s, t h e bl a d e fr e q u e n c y.
A B S w a s a bl e t o e xtr a ct s e v er al cl e ar milli n g e v e nt s fr o m t h e d at a s et fr o m t h e Ar cti c t a n k er a n d d et er mi n e a n i m p ul s e ti m e /fr e q u e n c y t h at c o ul d b e u s e d f or t h e ti m e d o m ai n a n al y si s. T h e m a g nit u d e of t h e l o a d w a s c al c ul at e d u si n g t h e r ul e f or m ul ati o n s.
Fr o m t h e i c e - milli n g d at a, t h e p e a k l o a d s w er e u s e d t o c o n fir m t h e s c ali n g m et h o d s pr o p o s e d f or
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