DEFINING PARAMETERS OF EQUILIBRIUM STRANDING OF A SHIP USING SIMULATION MODELLING

Equilibrium stranding of a ship is a necessary preliminary step for application of other decision support system algorithms, such as identification of a flooded compartment, predicting an emergency vessel capsize probability, and others. The equilibrium stranding using a real ship as an example based on the heel angle sensors readings for rolling and pitching, and the water column pressure sensors readings for the vertical roll, is calculated. In the linear case, the mean value of an individual value coincides with the equilibrium position on the corresponding coordinate axis. However, a ship rolling in a sea is, as a rule, non-linear process, and hence the mathematical average correction is required. The use of the Nechaev’s method for determining the equilibrium position of a floating vessel in a heavy sea is illustrated in the paper. An algorithm based on simulation modeling in the Virtual Testbed software package is proposed. It has been proved that complication of wave model used for coefficients obtaining in Y. I. Nechaev’s algorithm changes obtained equilibrium parameter value insignificantly, but in this case time spent for generation of one simulation is increased significantly enough. When using linear waves or Stokes waves, the generation of two minutes of simulation is faster than two minutes of real time; when using Gerstner waves, the simulation time approaching three minutes of real time, which already exceeds the simulation time. In this case, when using the Stokes waves model, it is possible to achieve the results closer to the Gerstner model than when using the linear waves model without consuming additional time. This fact allows us to conclude about the optimal use of the algorithm.

simulation, ship rolling, equilibrium stranding, sea wave model, ship stability

1. Бордюг А. С. Методы распознавания данных при плавании судов / А. С. Бордюг // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 6. - С. 1029-1038. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-6-1029-1038.

2. Ершов А. А. Оценка эффективности использования перекачки балласта для предотвращения повреждения корпуса судна в ледовых условиях / А. А. Ершов, П. И. Петухов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021. - Т. 13. - № 3. - С. 316-324. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-3-316-324.

3. Мазуренко О. И. Моделирование тылового грузового фронта морского угольного терминала / О. И. Мазуренко, И. А. Русинов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2021.- Т. 13. - № 5.- С. 636-650. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-5-636-650.

4. Киселев В. С. Имитационное моделирование работы шельфовых сооружений с танкерами-челноками при отгрузке нефтепродуктов в условиях Крайнего Севера / В. С. Киселев // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 1. - С. 46-56. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-1-46-56.

5. Gavrikov A. Virtual testbed: simulation of air flow around ship hull and its effect on ship motions / A. Gavrikov, A. Degtyarev, D. Egorov, I. Gankevich, A. Grigorev, V. Khramushin, I. Petriakov // International Conference on Computational Science and Its Applications. - Springer, Cham, 2020. - Pp. 18-28. DOI: 10.1007/978-3-030-58817-5_2.

6. Petriakov I. Virtual Testbed: Simulation of Ocean Wave Reflection from the Ship Hull / I. Petriakov, A. Degtyarev, D. Egorov, I. Gankevich, A. Gavrikov, A. Grigorev, V. Khramushin // International Conference on Computational Science and Its Applications. - Springer, Cham, 2020. - Pp. 29-39. DOI: 10.1007/978-3-030-58817-5_3.

7. Пат. 2518374 Российская Федерация, МПК B63B 39/14, B63B 43/00, G05D 1/00. Способ контроля непотопляемости судна / Ю. И. Нечаев; заяв. и патентообл. Нечаев Юрий Иванович. - № 2013107403/11; заявл. 19.02.2013; опубл. 10.06.2014, Бюл. № 16. - 8 с.

8. Нечаев Ю.И. Интеллектуальная система контроля непотопляемости судна / Ю.И. Нечаев, О.П. Анищенко, И.А. Кирюхин // Системы искусственного интеллекта в интеллектуальных технологиях XXI века. - Санкт-Петербург: Арт-Экспресс, 2011. - С. 83-98.

9. База данных 2015621368 Российская Федерация. Проектные чертежи для анализа гидростатических характеристик, остойчивости и ходкости корабля (Vessel) / А. В. Богданов, В. Н. Храмушин; заяв. и патентообл. Санкт-Петербургский государственный университет. - № 2015620664; заявл. 05.06.2015; опубл. 20.10.2015.

10. Программа для ЭВМ 2010615849 Российская Федерация. Hull / В. Н. Храмушин; заяв. и патентообл. Сахалинский государственный университет. - № 2010614190; заявл. 13.07.2010; опубл. 08.09.2010.

11. Coons S. A. Surfaces for computer-aided design of space forms. Technical Report MIT/LCS/TR-41 / S. A. Coons. - USA: Massachusetts Institute of Technology, 1967. - 106 p.

12. Stokes G.G. On the Theory of Oscillatory Waves / G.G. Stokes // Mathematical and Physical Papers. - Cambridge University Press, 2009. - Pp. 197-229. DOI: 10.1017/CBO9780511702242.013.

13. GNU’s programming and extension language [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.gnu.org/software/guile/ (дата обращения 23.04.2022).

14. Глава 17. Стационарные случайные функции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://scask.ru/a_book_tp.php?id=95 (дата обращения 20.02.2021).

15. Kobylinski L. Safety of Ships in Icing Conditions / L. Kobylinski // Proceedings of the 12th International Conference on the Stability of Ships and Ocean Vehicles. - UK, Glasgow: Department of Naval Architecture and Marine Engineering, University of Strathclyde, 2015. - Pp. 239-248.