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INDUSTRIA NAUTICA
DOSSIER
progettare 386
•
GENNAIO
/
FEBBRAIO
2015
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possibili periodi dell’onda stessa
(tempo tra creste delle onde) e per
diverse geometrie delle prue.
Utilizzando i risultati di simulazione
di questo studio, gli operatori han-
no potuto programmare il lavoro
della nave in funzione delle previ-
sioni del tempo relative al viaggio
di 12 ore dal porto alla posizione
in mare aperto in modo da traspor-
tare in sicurezza le sezioni delle
turbine a vento, orientare la nave,
e posizionare correttamente le fon-
damenta con la piattaforma in alto.
Per illustrare al cliente la rigorosità
del metodo usato in questo studio,
VER ha segnalato le funzionalità di
Ansys Aqwa e ha incluso l’uscita
grafica e tabulare del software nel
rapporto conclusivo.
In un altro studio, gli ingegneri han-
no usato i software Ansys Mecha-
nical e Ansys Aqwa in una simula-
zione accoppiata monodirezionale,
in cui i carichi idrodinamici agenti
sullo scafo della nave calcolati dal
Ansys Aqwa sono stati direttamen-
te trasferiti in Ansys Mechanical
per determinare il comportamento
strutturale di una draga porta fango
ad aspirazione a strascico. In parti-
colare, lo studio aveva lo scopo di
controllare la flessione longitudi-
nale nella zona critica dello scafo a
centro nave, di calcolare gli effetti
totali sul paramezzale dello scafo
alle estremità poppiera e prodiera
della tramoggia, e di fornire una
dettagliata analisi delle sollecitazio-
ni per valutare la vita a fatica del
paramezzale.
Studio delle sollecitazioni
Inizialmente, gli ingegneri hanno
creato un modello a elementi finiti
per Ansys Mechanical usando gli
elementi superficiali (shell). Il mo-
dello comprendeva tutte le parti
più importanti della nave, come lo
scafo esterno, i paramezzali e la
struttura di base dell’opera morta.
Grazie all’essenzialità di questa rap-
presentazione che include corret-
tamente la distribuzione di massa,
questo tipo di analisi può essere
realizzata fin dalle prime fasi del-
la progettazione di massima, fase
della progettazione che in genere
ha una vita di circa cinque mesi. In
questo modo, il risultato di questo
tipo di analisi preliminare, potreb-
be essere usato come input per il
progetto complessivo della nave.
Successivamente è stata eseguita
un’analisi di diffrazione 3-D con il
software Ansys Aqwa per determi-
nare la distribuzione della pressio-
ne intorno al perimetro totale dello
scafo indotta dai carichi generati
dalle onde sulla fiancata della nave
che si combinano con i movimenti
della nave. Come base per il mo-
dello di diffrazione, si è utilizzata la
geometria dello scafo discretizzata
agli elementi finiti, garantendo la
compatibilità tra l’analisi agli ele-
menti finiti e quella di diffrazione.
Gli ingegneri VER hanno combinato
i carichi in acqua calma con quelli
associati alla specifica condizione
di mare generati da Ansys Aqwa
per ottenere una configurazione di
carico che rappresentasse la pres-
sione totale dell’acqua agente sullo
scafo. Quindi, questi dati sono stati
usati in Ansys Mechanical per cal-
colare lo stato di sforzo e il buckling
degli elementi strutturali a trave. In
questa simulazione, gli ingegneri
hanno individuato una concentra-
zione delle sollecitazioni nella parte
a poppavia della tramoggia del
ponte principale.
Il rafforzamento strutturale in que-
sta zona è stato conseguito ag-
giungendo piastre più spesse sul
ponte e ulteriori travi. La validità
del progetto finale è stata verificata
da una successiva analisi a fatica
eseguita sulla struttura modificata.
In un progetto distinto, la simula-
zione accoppiata è stata usata a
supporto della progettazione del
paramezzale dello scafo di una
singolare e grossa nave a doppia
prora, la Pieter Schelte, lunga 1.250
piedi e larga 380 piedi.
Grazie all’elevato rapporto altezza-
lunghezza di ciascuna prora, per
questo tipo di imbarcazioni a dop-
pia prora non valgono le regole
tradizionali di progettazione delle
navi. Pertanto, l’uso della tecnolo-
gia Ansys Aqwa si è rivelata molto
utile in quanto la flessibilità del
software ne ha consentito la per-
sonalizzazione.
K. van den Berg, project manager, G.
Jacobse, marine engineer e M. Verdult,
marine engineer - Vuyk Engineering
Rotterdam
Ansys Mechanical: studio
delle sollecitazioni
longitudinali nella
sezione di centro della
nave.