Ny Søgning

DTU Mekanik, Sea state estimation (PhD projekt)

2017-101, billede 1 2017-101, billede 2

Et øjebliksbillede (venstre side) af marine fartøjers placering på Verdens oceaner og et ”tæthedsbillede” (højre side) af skibes ruter på havene.  Kilde: marinetraffic.com

Baggrund

I relation til marine operationer (eksempelvis oversøiske sejladser i hårdt vejr og løfteoperationer under anlæggelse og drift af offshore-installationer) kompromitteres både sikkerhed og brændstofeffektivitet primært af bølgernes tilstedeværelse. Det er derfor centralt at have et estimat af de påvirkninger, som det aktuelle bølgesystem vil medføre for det pågældende fartøj, da performance-analyser vedrørende sikkerhed og brændstoføkonomi ellers ikke lader sig gøre.

Projekt

For at bestemme bølgepåvirkningerne af fartøjet kræves en fastlæggelse af bølgesystemets energi, dvs. fastlæggelse af bølgernes størrelse, retning og periode; både i en her-og-nu sammenhæng, men også i retning mod fastlæggelse af, hvordan bølgernes energi ændres over tid og sted. Rent teknisk og videnskabeligt vil PhD-projektet derfor have det mål at etablere en metode og under-funktioner hertil, som muliggør forbedrede estimater af bølgeenergispektre (”søtilstanden”). Særligt kan det være relevant at udnytte analogien mellem en traditionel bølgebøje og ethvert andet flydende fartøj, med tanke på at stort set alle dagens (og fremtidens!) skibe er instrumenteret med sensorer til måling af bølgeinducerede accelerationer, bevægelser, skrogspændinger, etc. Fordelen ved at inkludere skibe som ’sejlende bølgebøjer’ er illustreret i hosstående figur; kvantiteten er en kvalitet i sig selv belyst af det store antal af fartøjer som til ethvert tidspunkt besejler og opererer i alle dele af Verdens oceaner. Således kan der fra det enkelte fartøj opnås et estimat af bølgesystemets energi, men det vil være særlig interessant at inkludere samtlige (læs: mange) fartøjer i én samlet netværksbaseret (heterogen) model. På det mere detaljerede plan bliver det derfor en central opgave i projektet at integrere, herunder kommunikere og forarbejde, sensordata fra mange forskellige ’observationsplatforme’, hvilket bl.a. vil involvere Big Data koblet til klassisk marin hydrodynamik.

Forventede resultater

Projektet vil arbejde med simuleret data, såvel fuldskala data fra skibe og andre meteorologiske observationsplatforme, og det vil være målet at vise, at det er muligt at opnå bedre estimering af søtilstanden både lokalt og globalt over tid og sted. Dermed haves fundamentet for at kunne udføre mere pålidelige analyser af forventede ’bølgeinducerede problemstillinger’, der måtte kompromittere sikre og miljøvenlige marine operationer på åbent hav. Sådanne analyser vil naturligvis (også) være essentielle for udviklingen af fremtidens autonome skibe.