p art of t h e h ull i n w a y of t h e b all ast e d h ol d, b ut i n h o g f or w ar d a n d a fh of t h at p oi nt (s e e Fi g ur e 1). W h er e as i n t h e li g ht b all a st c o n diti o n, e x cl u di n g a n y h ol d b all ast, t h e d e fl e cti o n w as a si n gl e h o g t hr o u g h o ut t h e l e n gt h of t h e h ull. W h e n h o m o g e n e o usl y l o a d e d wit h or e, c o al or e v e n gr ai n a n y d ef or m ati o n w o ul d b e i n s a g t hr o u g h o ut t h e l e n gt h. Th e m et h o d ol o g y of dr a u g ht s ur v e yi n g


ass u m es a si n gl e p ar a b oli c d e fl e cti o n i n t h e h ull a n d i n t h e pr e-l o a d or p ost- dis c h ar g e s ur v e y w e w er e g etti n g t hr e e – t w o h o g a n d o n e s a g. T his c o m p ar e d t o o n e – us u all y s a g – i n t h e l o a d e d c o n diti o n. Th e o p p osi n g d e fl e cti o ns i n t h e h e a v y b all ast c o n diti o n w er e f o u n d t o a p pr o xi m at el y c a n c el e a c h ot h e r, b ut d u ri n g d r a u g ht s ur v e ys t h e dr a u g ht m ar ks i n di c at e d a s a g at mi d-l e n gt h (f or w ar d e n d of t h e b all ast h ol d – s e e Fi g ur e 2) a n d t h e s e c o n d m e a n c al c ul ati o n o n o bs er v e d dr a u g hts t o o k n o a c c o u nt of t h e u n m e as ur e d h o gs. Th e s hi p w as b ei n g l o a d e d wit h a p p ar e ntl y l ess c ar g o t h a n w as a ct u all y t h e c as e.


Str u ct ur al i s s u e s It w as r e c o g nis e d t h at


i n t his d o u bl e


d e fl e cti o n t h er e m a y als o b e st r u ct ur al i m pli c ati o ns. T h e c o m p a n y h a d c o m mitt e d t o t h e


fl e et - wi d e i n st all ati o n of h ull st r e s s m o nit o ri n g. T h e p att e r n of st r ai n g a u g e s t h at f or m e d t h e s y st e m s o o n d et e ct e d st r e s s e s i n a s e a w a y t h at f u rt h e r c o r r o b o r at e d t h e m a st e r s’ c o n c er ns. Th e d e fl e cti o ns d et e ct e d w er e alt er n ati n g h o g a n d s a g (s e e Fi g ur e 1), w hi c h c orr es p o n d e d t o t h e vis u all y a n d p h ysi c all y e vi d e nt w hi p pi n g.


L a s er m e a s ur e m e nt s Di s pl a c e m e nt i n v e sti g ati o n s t h at t o o k pl a c e e arl y i n t h e s u bj e ct v ess els’ o p e r ati o n al


li v e s w e r e f oll o w e d b y


m e as ur e m e nts of li n e arit y i n t h e h ull usi n g a s ur v e yi n g l as er o n t h e u p p er d e c k a n d i n t h e d u ct k e el. This c o n fir m e d t h e i niti al fi n di n gs of t h e dis pl a c e m e nt i n v esti g ati o n a n d a d e cisi o n w as m a d e t o m o nit or all t h e s hi ps i n t h e cl ass. D e fl e cti o ns w er e f o u n d t o cl os el y a g r e e wit h t h e e arli er dis pl a c e m e nt i n v esti g ati o n. T h e c u r v e o bs er v e d f oll o w e d t h e f or m of t h e bl a c k c u r v e


i n Fi g u r e 1. F u rt h e r m or e, o n e


v o y a g e f r o m P ort Tal b ot t o L as P al m as T h e N a v al Ar c hit e ct J u n e 2 0 2 0


2 3


pr es e nt e d a n o p p ort u nit y t o c arr y o ut t h e o bs er v ati o ns i n a s e a w a y. Wit h t h e l as er p ositi o n e d b e n e at h t h e


i n erti al c e ntr oi d at t h e c e ntr e of N o. 6 ( b all ast e d) h ol d, d e fl e cti o ns w er e o bs er v e d of m a g nit u d e, + a n d – 1 0 0 m m at t h e f or w ar d e n d ( a Th er e n d of N o. 1 H ol d) a n d + a n d - 8 0 m m at t h e a Th er e n d ( E n gi n e R o o m B ul k h e a d) at a p pr o xi m at e fr e q u e n ci es 2 H z a n d 1. 8 H z r es p e cti v el y (s e e e n v el o p e; r e d/ or a n g e gr a di e nt, Fi g ur e 1). T h e s e o b s e r v ati o n s s u g g e st e d


t h e h ull gi r d e r w as b e h a vi n g as t w o q u asi-i n c ar c er at e d b e a ms – o n e f or w ar d, o n e a Th of t h e i n erti al c e ntr oi d – vi br ati n g as y m m etri c all y. M ari n ers oft e n r ef er t o w hi p pi n g as t h e a p p e ar a n c e of a w a v e i n t h e d e c k st e el pr o gr essi n g fr o m f or w ar d, w hi c h w o ul d b e a l o gi c al ill usi o n cr e at e d b y t h e t w o fr e q u e n ci es o bs er v e d. Wit h t h e e arli er e vi d e n c e t his str o n gl y


s u g g est e d t h e p h e n o m e n o n w as pr o b a bl y t h e u n d erl yi n g c a us e of t h e cr a c ks i n t h e d o u bl e b ott o m l o n git u di n als. T h e ar e a w h er e r e v ers als w er e m ost pr o mi n e ntl y o c c urri n g (r e d s h a d e d e n v el o p e) a n d w er e t h us m ost s us c e pti bl e t o f ati g u e. It w as a s h ort dist a n c e f or w ar d of t h e b all ast h ol d – N o. 6 – w hi c h c oi n ci d e d wit h t h e l ar g est c o n c e ntr ati o n of cr a c ks. N o n e of t h es e o bs er v ati o ns pr o gr ess e d


t o a s ci e nti fi c all y c o ntr oll e d st u d y. Th e d at a t h at w as c oll e ct e d w as i nt e n d e d t o b e fil e d i n Cl ass r e c or ds b ut it is n ot k n o w n if t h es e r e c or ds w er e e v er est a blis h e d. Th e s al e of t h e c o m p a n y i nt err u pt e d t h e pr oj e ct.


T or si o n al d e Th e cti o n Th e str ai n g a u g es o n t h e u p p er d e c k w er e al s o r e gi st e ri n g t or si o n al d efl e cti o ns. D efl e cti o n s r e gi st e r e d i n p o rt a n d st a r b o a r d g a u g e s w e r e f r e q u e ntl y r e c or di n g


i n t h e o p p o sit e s e ns e. T his


d at a r el at e d t o q u art eri n g s e a a n d s w ell i nt e r a cti o ns b ut als o o c c u r r e d d u ri n g i niti al a h e a d m o v e m e nts o n t h e e n gi n e w h e n w or ki n g u p t o f ull s e a-s p e e d. Th e di ff er e nti al w o ul d gr a d u all y r e d u c e as h ull s p e e d pi c k e d u p. ft e p h e n o m e n o n c o ul d b e e x pl ai n e d b y


c o u nt er- cl o c k wis e r e c oil of t h e a ft er p art of t h e s hi p, t h e fi n er li n es of w hi c h o ff er mi ni m al b u o y a n c y d e ri v e d r e si st a n c e a g ai n st t h e m o m e nt i n d u c e d b y t h e l ar g e 1 0 m, ri g ht- h a n d e d pr o p ell er biti n g cl o c k wi s e. F u rt h e r f o r w a r d, t h e h ull r esists t h e r e c oil b y its m u c h m or e bl o c k f or m s e cti o n pr o vi di n g t h e sti ff st a bilit y t h at is c h ar a ct eristi c of t h e t y p e of h ull (s e e Fi g ur e 2). T h e c o n s e q u e nt t o r si o n al st r e s s


w a s c o n d u ci v e t o a st a r b o a r d bi a s o n t h e n u m b e r of b ott o m a n d i n n e r b ott o m l o n git u di n al stiff e n e r s’ c r a c k s c o n c e nt r at e d i n t h at p a rt of t h e h ull e x p e ri e n ci n g g r e at e r t e nsil e st r e ss. T h e t e nsil e st r e ss i m p o s e d b y t orsi o n c o ul d b e a s s u m e d a s a d diti v e t o t h at al r e a d y i m p o s e d b y w hi p pi n g. It s e e m e d f ai r t o a s s u m e t h at e xt e n d e d p e ri o d s of t h e s e o s cill ati o n s, s u c h a s d u ri n g a h e a v y b all a st o c e a n v o y a g e, w o ul d l e a d t o f ati g u e i n st r u ct u r e. T h e l as e r r e a di n g s


Fi g ur e 2 S e cti o n al vi e w fr o m a st er n T or si o n al D e fl e cti o n ( E x a g g er at e d f or cl arit y)


F e at ur e 2


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