Simulador interactivo de docagem de navios em ambiente tridimensional

José Miguel dos Santos Sousa Rodrigues

Key information

Authors:

José Miguel dos Santos Sousa Rodrigues (José Miguel dos Santos Sousa Rodrigues)

Supervisors:

Carlos António Pancada Guedes Soares (Carlos Guedes Soares)

Published in

12/16/2008

Abstract

A computer program is presented which consists of an interactive 3D real time simulation of dry-docking of ships in a repair shipyard. The flooding and emptying of the dock, as well as of the ballast tanks are controlled by the user. The changing physical values can be visualized and there is the possibility to save all the data to a file for post-processing and analysis. The main data consists on the loading applied to the ship?s primary structure, the loads supported by the keel blocks and, consequently, the load applied to the dock?s structure, and the stability of the vessel at each instance. The majority of the hydrostatic calculations come from interpolation of the values present in the hydrostatic tables of the ships. The structural analysis is done considering the ship as a beam with constant structural characteristics throughout it?s entire length. The loading calculations on the keel blocks are based on semi-empirical formulae applied every day by the mentioned shipyard. It?s demonstrated the non applicability of an hiperstatic approach in solving this problem. A few qualitative conclusions comming from the obtained results are shown and suggestions are made concerning the future development of the program. The shipyard mentioned is Lisnave ? Estaleiros Navais, S.A. located at Mitrena ? Setúbal. É apresentada uma aplicação informática que consiste numa simulação em tempo-real, interactiva e em ambiente tri-dimensional da docagem de navios num estaleiro de reparação naval. São controladas as operações de alagamento e esgotamento da doca bem como dos tanques de lastro presentes no navio. São visualizadas em tempo real as grandezas físicas em mundança e existe a possibilidade de extrair todos os dados num determinado instante para um ficheiro com vista a um posterior tratamento e análise. Os principais dados a observar são os esforços primários aplicados à estrutura do navio, os carregamentos suportados pelos picadeiros e consequentemente os esforços na estrutura da doca, bem como a estabilidade da embarcação em cada instante. Os cálculos hidrostáticos são na sua maioria realizados recorrendo à interpolação dos valores presentes nas tabelas de características hidrostáticas das embarcações. A análise estrutural advém da consideração do navio como uma viga com características estruturais constantes a todo o seu comprimento. O cálculo dos carregamentos sobre os picadeiros é feito recorrendo a fórmulas semiempíricas que são aplicadas pelo estaleiro em causa, demonstrando-se a não aplicabilidade de um método hiperestático para este caso. São apresentadas algumas validações, retiradas algumas conclusões qualitativas com base nos resultados obtidos e sugerem-se alguns desenvolvimentos futuros da aplicação. O estaleiro em causa é o da Lisnave – Estaleiros Navais, S.A. localizado na Mitrena – Setúbal.