I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval, Colegio de Ingenieros Navales del Ecuador, Guayaquil, Abril 2007

ESTIMACION DEL MOMENTO FLECTOR DINAMICO PARA UN TANQUERO DE 3800 DWT

Por: José R. Marín L.,Ph.D. Ing. Naval, FIMCM, ESPOL

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

Descripción de la Embarcación

Eslora Total 96.00 m Eslora entre Perpendic. 89.60 m Manga 13.40 m Puntal 6.90 m Calado diseño 5.60 m CB (Calado Diseño) 0.8027 DWT 3800 ton Velocidad 12 nudos

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

Condiciones de Carga

B/T 3800 DWTLastre 1

0

50

100

150

200

250

300

350

400

123456789101112131415161718192021#Segmento

Pes

o/B

oy.

, to

n

B/T 3800 DWTCargada 4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

123456789101112131415161718192021#Segmento

Pes

o/B

oy.

, to

n

B/T 3800 DWTCargada 11

0

50

100

150

200

250

300

350

400

123456789101112131415161718192021#Segmento

Pes

o/B

oy.

, to

n

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

Aguas Tranquilas ( AST_Ch vs Actual, SHCP)

Eslora vs. Mto. FlectorLASTRE 1

-2000.0

0.0

2000.0

4000.0

6000.0

8000.0

10000.0

12000.0

14000.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00L [m]

Mto

. Fle

ctor

[ton-m

]

AST_Ch

Actual

Eslora vs. F. CortanteLASTRE 1

-600.0

-400.0

-200.0

0.0

200.0

400.0

600.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

L [m]

F. C

ort

ante

[to

n]

AST_Ch

Actual

Eslora vs. F. CortanteCARGADO 4

-300.0

-200.0

-100.0

0.0

100.0

200.0

300.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

L [m]

F. C

ort

ante

[to

n]

AST_Ch

Actual

Eslora vs. Mto. FlectorCARGADO 4

-3000.0

-2000.0

-1000.0

0.0

1000.0

2000.0

3000.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

L [m]

Mto

. Fle

ctor

[ton-m

]

AST_Ch

Actual

Eslora vs. F. CortanteCARGADO 11

-250.0

-200.0

-150.0

-100.0

-50.0

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

L [m]

F. C

ort

ante

[to

n]

AST_Ch

Actual

Eslora vs. Mto. FlectorCARGADO 11

-3000.0

-2000.0

-1000.0

0.0

1000.0

2000.0

3000.0

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00

L [m]

Mto

. Fle

ctor

[ton-m

]

AST_Ch

Actual

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

Olas Regulares (SCORES, 1972)

Distribución Amplitud del MF, Olas de Proa

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

02468101214161820

MF

, to

n-m

Lig. 1, lola=85 m

Carg. 4, lola=105 m

Carg. 11, lola=115 m

Amplitud del Momento Flector S.Med.Lastre 1

0500

1000150020002500300035004000

0 50 100 150 200 250 300L. Ola, m

Am

pl.

MF

, to

n*m

90

105

135

150

165

180

Amplitud del Momento Flector S.Med.Cargado 11

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 50 100 150 200 250 300L. Ola, m

Am

pl.

MF

, to

n*m

90

105

135

150

165

180

V (x,t)

g

g

M (x,t) Fx,t) + FD(x,t)

g

V (x,t)

g

Fwx,t) + FD(x,t)

M (x,t)

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

MF en Olas Irregulares

Amplitud del Momento Flector S.Med.Lastre 1

0500

1000150020002500300035004000

0 50 100 150 200 250 300L. Ola, m

Am

pl.

MF

, to

n*m

90

105

135

150

165

180

Espectro ITTC

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0 0.5 1 1.5 2w, 1/s

S, m

**2

s

EM5

EM6

Espectro de RespuestaLastre1, EM5

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

7000000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5we, [1/s]

S(w

, u)

105

120

135

150

165

180

segmton 22

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

MF Dinàmico

Densidad ProbabilísticaMáximos del Momento Flector Dinàmico

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

MF, [t*m]

pM

F, [1

/(t*

m)]

)5()m2/mfexp()m/mf()mf(p

:Rayleighde.obPrDensidadFunción

o2

oMF

m0 : El área bajo la curva del Espectro del MF

02

diseño

mf MFdiseño

m2/mfexp

dmf)mf(pmfmfPdiseño

MF0diseño Plnm2mf

Estado de Mar 6mo, (ton m)2 MFdiseño, ton-m

Lastre 1 2862077 10269Cargada 4 2945698 10417Cargada 11 2960485 10444

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

MF Olas, Soc. Clasificación

Estado de Mar 6mo, (ton m)2 MFdiseño, ton-m

Lastre 1 2862077 10269Cargada 4 2945698 10417Cargada 11 2960485 10444

)Arr(kNm),7.0C(BLC11.0M B2

W0W

)Que(kNm,BCLC19.0M B2

W0W

)Arr(kNm),7.0C(BL0.4L0412.01.01.1M B2

0W

)Que(kNm),7.0C(BL0.4L0412.01.07.0C

C9.1M B

2

B

B0W

DNV Part 3, Ch. 2, Sec. 4, B200:

Lloyd’s Part 3, Ch. 4, Sec. 5.2:

MWO, Arrufo 124297.429 kN*m

MWO, Quebr. 114617.72 kN*mDNV

MWO, Arrufo -135060.67 kN*m

MWO, Quebr. 124542.769 kN*mLloyd's

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Visualización de resultados

I Jornadas Técnicas de Diseño y Arquitectura Naval

Conclusiones y Recomendaciones

1. Cálculos del MFD implican manejar diferentes disciplinas: Hidrostática, Hidrodinàmica, Estructuras, Probabilidades...

2. Asunciones necesarias: Linealidad de la respuesta, Descripción del Estado de Mar, Ancho de banda angosto, Plazo Corto, …

Para un Estado de Mar 6: Lloyd’s: 13768 ton-m Cargada 11: 10444 ton-m

Muchas gracias …

Debemos empezar a formar Bases de Datos con información real.