Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
New 2023 IMO requirements on vessels energy efficiency.
Methodology of In-Service Performance Measurements to determine
Reference Speed to calculate an Energy Efficiency Existing Ship Index
EEXI
Krzysztof Kołwzan
Centre for IMO Affairs, Polish Register of Shipping
(E-mail: k.kolwzan@prs.pl)
ABSTRACT
The International Maritime Organization (IMO) is implementing
short-term measures to improve ship Energy Efficiency and reduce Fuel
Consumption to minimize CO2 emissions from shipping [1]. The
IMO’s Marine Environment Protection Committee (IMO MEPC) at 78th session
in 2022, approved the Guidance on Methods, Procedures and Verification of In-Service Performance Measurements
for the purpose of calculating Energy Efficiency Existing Ship Index
(EEXI), as set out in resolution MEPC.350(78) [2]. In cases where the
ship speed-power curve is not available or the sea test report does not
include EEDI or draught under design load conditions, the speed of the
vessel Vref may be obtained by the method of measuring the operating
performance for the EEXI calculation, in accordance with the guidelines
for the calculation of EEXI [2,4].
Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
Approaches and challenges to determining power-speed
characteristics and reference speed for the calculation of EEXI energy
efficiency indicators
Bartosz Dombrzalski, Janusz Narewski
Polish Register of Shipping, POLAND
(E-mail: B.Dombrzalski@prs.pl J.Narewski@prs.pl )
ABSTRACT
From 01/01/2023, also ships built before 2013 must have a documented
index similar to EEDI called EEXI (Energy Efficiency Existing Index).
Although the EEDI and EEXI attained indicators have a physically
identical interpretation, it was necessary to introduce additional ways
to determine the key power-speed relationships for older ships, often
several decades old, with lower quality or incomplete technical
documentation, and what was significant was the weakness of the older
sea standards trials. The article reviews the available routes for EEXI
calculations based on different approaches, taking into account the
practical experience of PRS, which was directly involved in the
development and verification of the relevant calculation documentation
in the form of EEXI Technical files.
Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
DETERMINATION OF THE VORTEX WAKES BEHIND OFFSHORE WIND TURBINES
Leszek Kwapisz1, Jan Andrzej Szantyr2 ,Marek Narewski3
1, Institute of Fluid-Flow Machinery of the PAS, Poland.
(E-mail: kwapi@imp.gda.pl)
2Gdańsk University of Technology, Poland.
(E-mail:jan.szantyr@pg.edu.pl)
3Polish Register of Shipping, R&D Department, Poland.
(E-mail: marek.narewski@prs.pl))
ABSTRACT
The article presents a simplified method for determination of the vortex wakes behind wind turbines which can be used when designing the arrangement of turbines on a wind farm in terms of maximum farm efficiency.
The calculation method is based on surface distribution of vorticity on the blades of the turbines and employs a model for dissipation of the shed wake vortices, which is controlled by the assumed turbulent viscosity coefficient.
There is a discussion on the typical wake angle behind a wind turbine.
Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
Underwater Radiated Noise Reduction in light of Class Societies Initiatives
Marek Narewski
Polish Register of Shipping, R&D Department, Poland.
(E-mail: marek.narewski@prs.pl)
ABSTRACT
Underwater radiated noise (URN) generated by commercial shipping and offshore activity has been recognized as a major form of ocean pollution as it has grown significantly over the past few years. Consequently, the International Maritime Organization (IMO) has decided to take measures on raising awareness of the urn issue at international forum. The IMO goal was to issue non-mandatory guidelines with the aim of monitoring the impact and thus ascertaining the efficiency of various mitigation solutions. As one of first steps, IMO agreed in 2009 to start work on the development of non-mandatory technical guidelines. The guidelines were subsequently approved in 2014 (refer to MEPC.1/Circ.833 guidelines for the reduction of underwater noise from commercial shipping to address adverse impacts on marine life). Class societies support IMO efforts and work on development of industry acceptable URN measurements standards that can be used to confirm compliance with IMO guidelines.
Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
SIMPLIFIED METHOD TO ANALYSE THE WHIPPING-INDUCE VIBRATIONS IN CONTAINER SHIPS
Emil Roch1 and Krzysztof Woloszyk 2,1
1 Faculty of Mechanical Engineering and Ship Technology, Gdansk University of Technology
(E-mail: emil.roch@pg.edu.pl)
2 Research and Development Department, Polish Register of Shipping
(E-mail: k.woloszyk@prs.pl)
ABSTRACT
This work aimed to analyse, using the finite element method, the influence of dynamic-induced dumped hull oscillations, named “whipping” on structure strength. The presented results are part of the project carried out in the Research and Development Department of the Polish Register of Shipping. The review of existing techniques to determine the ship hull structural response due to the hydrodynamic forces is outlined. Additionally, the necessity to consider the dynamic hull vibrations in assessing the hull girder strength has been addressed. A series of models were prepared to investigate the effect of hull stiffness, added mass and forces modelling on the received global bending moment values. The bow flare slamming loading was determined using the simplified method. The obtained results are discussed, and future works are outlined.
Extended abstract
Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
SECURING CARGO IN CONTAINERS IN RELATION TO THE REQUIREMENTS OF THE CSC CONVENTION
Jarosław Soliwoda
Polish Register of Shipping, POLAND, Gdynia Maritime University, POLAND
(E-mail: j.soliwoda@prs.pl , j.soliwoda@wn.umg.edu.pl)
ABSTRACT
The globalization of transport with the simultaneous containerization of transport generates a huge number of situations that result in cargo damage. The following article addresses the problems of structural uniformity of regulations and requirements for the transport of cargo in containers as well as ISO conventions and standards for container design. Possibilities of harmonization of regulations and requirements for securing cargo in a container to increase transport safety have been proposed.
Hydronav2023
Sopot, 24-26 MAY 2023r.
NUMERICAL MODELING OF CONTAINERSHIP BEHAVIOUR ON WAVES TAKING INTO ACCOUNT THE WHIPPING AND SPRINGING PHENOMENA
Monika Warmowska-Gadzińska, Krzysztof Wołoszyk
Research and Development Division,
Polish Register of Shipping, POLAND
(E-mail: m.warmowska@prs.pl , k.woloszyk@prs.pl )
ABSTRACT
The article describes simulations of ship motions on waves, taking into account whipping and springing phenomena, which have particular influence on the safety of container ships navigation. It indicates the selection methods of parameters of sea waves, which may cause the dangerous phenomena. The article presents the determination methods of the extent of the ship structure displacements during the ship motion on waves in result of free surface impact on ship’s bow flare region or flat surface of stern. Simplified method describing forced vibrations of ship structure apply the forces determined by simulations with the use of time-domain seakeeping code.
XI Ogólnopolska Konferencja Prawa Morskiego – Wydział Prawa i Administracji UG, Zapobieganie zanieczyszczaniu morza przez statki MARPOL – 50 LAT I CO DALEJ?
Gdańsk, 20.04.2023 r.
Uczestniczyliśmy w XI Ogólnopolskiej Konferencji Prawa Morskiego, która odbyła się na Wydziale Prawa i Administracji UG w Gdańsku, dnia 20 kwietnia 2023 r. Dr inż. Krzysztof Kołwzan, wziął udział w panelu III poświęconym tematyce zapobiegania zanieczyszczaniu morza przez statki w praktyce, gdzie przedstawił prezentację na temat „Konwencja MARPOL 73/78 – Wymagania prawne w zakresie przeglądów i certyfikacji konwencyjnej statków, na przykładzie Polskiego Rejestru Statków, jako Uznanej Organizacji”.
- Konwencja MARPOL – aktualne prace IMO
- MARPOL – upoważnienia Administracji dla Uznanych Organizacji
- Kodeks dla Uznanych Organizacji (RecognizedOrganization – RO Code)
- Polski Rejestr Statków – zakres uznania przez Państwa bandery
- Przeglądy i certyfikacja statków w zakresie najnowszych wymagań IMO dot. efektywności energetycznej Załącznika VI do Konwencji MARPOL
Link do przedstawionej prezentacji.
VI Forum Wizja Rozwoju, Panel: Zielona Energia na Morzu
Gdynia, 19-20.06.2023 r.
Dr inż. Krzysztof Kołwzan, wziął udział w panelu poświęconym tematyce zielonej energii na morzu podczas wydarzenia VI Forum Wizja Rozwoju, które odbyło się w Gdyni dnia 19-20.06.2023 r. Przedstawił prezentację na temat ,,Idea Zrównoważonego Rozwoju Systemu Transportu Morskiego IMO i jej realizacja przez podmioty polskie„.
- IMO – organ Organizacji Narodów Zjednoczonych
- Cele zrównoważonego rozwoju ONZ i IMO
- Konwencje IMO
- Hasło IMO w 2023 r. „50 lat MARPOL – Nasze zobowiązanie trwa”
- Wdrażanie wymagań dla zielonej żeglugi
- Wyzwania i możliwości w dziedzinie dekarbonizacji w żegludze morskiej
Link do przedstawionej prezentacji.
XXIII Konferencja Naukowa Polskiego Towarzystwa Medycyny i Techniki Hiperbarycznej.
Jastrzębia Góra 19-21 października 2022.
Marek Narewski wziął udział w XXIII Konferencji Naukowej Polskiego Towarzystwa Medycyny i Techniki Hiperbarycznej. Konferencja odbywała się w Jastrzębiej Górze 19-21 października 2022.
Tegoroczna konferencja odbywa się pod patronatem Komisji Oceanotechniki Sekcji Fizyki Morza Komitetu Badań Morza Polskiej Akademii Nauk. Tematyka konferencji obejmowała zagadnienia:
- omówienie tematyki oraz prezentacja wybranych wyników prac naukowo-badawczych wraz z praktycznymi doświadczeniami w obszarze medycyny i fizjologii nurkowania
- historia i wnioski związane z realizacją szkoleń specjalistycznych personelu marynarki wojennej oraz nurków głębokowodnych
- podsumowanie ostatnio realizowanych badan i prac w dziedzinie badań i weryfikacji charakterystyk technicznych urządzeń i systemów techniki nurkowej.
Marek Narewski przedstawił prezentację podsumowującą dotychczasowe i przyszłe działania Polskiego Rejestru Statków (PRS) w obszarze klasyfikacji i certyfikacji urządzeń i systemów techniki podwodnej. Doświadczenia PRS zdobyte podczas nadzorów nad budową i eksploatacją systemów techniki nurkowej wykorzystane zostały do pracowania przez PRS Przepisów klasyfikacji i budowy urządzeń i systemów techniki podwodnej instalowanych na statkach oraz innych obiektach. Których aktualna wersja dostępna jest pod adresem:(https://www.prs.pl/wydawnictwa/przepisy-klasyfikacyjne).
21st International Ship and Offshore Structures Congress, Vancouver, 11-15 September 2022
dr inż. Krzysztof Wołoszyk
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: k.woloszyk@prs.pl
W dniach 11-15 września odbył się 21-szy International Ship and Offshore Structures Congress (ISSC) w Vancouver w Kanadzie. Na tym wydarzeniu, PRS był reprezentowany przez Krzysztofa Wołoszyka, pracownika Pionu Badawczo-Rozwojowego. ISSC stanowi międzynarodowe forum wymiany informacji i doświadczeń osób zajmujących się na co dzień analizami wytrzymałościowymi statków i konstrukcji typu offshore. Celem ISSC jest w szczególności przegląd wiedzy z zakresu mechaniki konstrukcji, formułowanie rekomendacji dla projektantów oraz identyfikacja obszarów wymagających dalszych badań.
Praca w ISSC w szczególności polega na opracowywaniu raportów, będącego krytycznym przeglądem badań prowadzonych w danej dziedzinie oraz rozwoju norm (w tym przepisów Towarzystw Klasyfikacyjnych) w trakcie trzech następujących po sobie latach. Praca odbywa się w jednym z komitetów. Każdy z komitetów skupiony jest na jednym z aspektów mechaniki konstrukcji (np. nośności granicznej lub trwałości zmęczeniowej). Praca wszystkich komitetów dyskutowana jest na kongresie, który odbywa się raz na trzy lata.
Z punktu widzenia działalności badawczo-rozwojowej prowadzonej w PRS, dotyczącej w głównej mierze rozwoju przepisów klasyfikacyjnych, uczestnictwo w tym gremium jest bardzo istotne. W pierwszej kolejności pozwala ono na wgląd w najnowsze badania prowadzone w zakresie konstrukcji okrętowych (w tym metody obliczeniowe), jak również najnowsze standardy techniczne, niekoniecznie formułowane przez TK. Dodatkowo, w trakcie kongresu możliwa jest wymiana doświadczeń z ekspertami z całego świata w wyżej wymienionym zakresie.
Warto nadmienić, że kongres zrzesza ok 240 ekspertów z całego świata, wliczając przedstawicieli świata akademickiego (uczelni oraz instytucji badawczych) oraz przedstawicieli przemysłu (w tym reprezentantów towarzystw klasyfikacyjnych).
Od 2022 roku, Krzysztof Wołoszyk pełni funkcję korespondenta ze strony Polski. Oznacza to, że może on przedstawiać kandydatury nowych członków z naszego kraju.
EXPLO-SHIP 2022, Świnoujście, 12 – 13 may 2022
12th International Scientific and Technical Conference
dr inż. Krzysztof Kołwzan
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: k.kolwzan@prs.pl
Life Cycle Assessment of Alternative Fuels in the light of the International Maritime Organization Initial GHG Reduction Strategy
The article aims to increase knowledge on methods for assessing Greenhouse Gases (GHG) emissions throughout the life cycle of marine alternative fuels. The life cycle of new marine alternative fuels and the assessment of GHG emissions resulting not only from their combustion is one of the new topics that are currently being discussed by the IMO, under the Initial GHG Reduction Strategy announced by the Organization in 2018. The IMO Marine Environment Protection Committee (IMO MEPC) is currently working on the development of guidelines for life-cycle assessment of GHG emissions for marine fuels from their extraction, through transport, processing, bunkering on board and end use in vessels propulsion systems, what is often called “from Cradle-to-Grave”. The use of fossil hydrocarbon fuels is common throughout the shipping industry, but in recent years ships with alternative energy sources have begun to be successfully introduced. Alternative fuels, although they may have low, zero or zero net GHG emissions in use (Tank to Wake or TtW), GHG emissions during their production, processing and distribution (Well-to-Tank or WtT) can vary widely. While a range of low-carbon and zero-carbon energy sources are potentially available for shipping, currently there is no clear decarbonization path or paths, and is likely that in the future a range of solutions will be adopted according to different vessel and operational requirements.
Marek Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rp@prs.pl
Risk minimisation in new technologies implementation as seen from classification society’s perspective
Abstract:
The presentation is prepared as a kind of introduction to problems with assessment of new technologies as seen from classification society’s perspective. The ship classification societies are special type business activity where expert knowledge and safety approach are main pillars of their existence. The basis for classification society’s activities are their rules with content dedicated mainly to such areas as the ship classification and certification as well as specific parts of the oil & gas industry, energy generation, rail & road transport or aviation. Classification society services concentrate particularly on a wide sphere of safety assurance. The rules are being developed based upon class society’s own experience and are often expanded by inclusion of internationally agreed requirements or dedicated standards, e.g. IMO adopted resolutions. In the case of new concepts or newly developed technologies, or when their implementation takes place in new environmental or operational conditions, or when the rules do not contain appropriate requirements, there are alternative methods used for the assessment of novel designs or new technologies developed for maritime application. Any object of survey is being treated taking into consideration risks that need to be analysed in order to define relevant risk mitigation measures. There are various methods of risk assessment used by class to enhance maritime safety. Some of them are based upon ISO or other internationally accepted standards. An example of an IMO adopted method is Formal Safety Assessment (FSA) – the method used in cases that need certain evaluation of risks related to ship construction or shipping activities. A number of other methods can be used (e.g. PHA, FMEA, HAZID, HAZOP), depending on the complexity of the problem or input information available. Two cases related to application of alternative fuels are presented. The meaning and importance of Technology Readiness Level (TRL) are also explained.
Key words: novel technologies, maritime safety, risk assessment, alternative fuels
Marek Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rp@prs.pl
Alternative fuel storage and fuel supply- Some guidance on ship design
Hybrid propulsion of ships requires the use of alternative fuels. Relevant ship systems must be designed to guarantee the expected ship safety level. The key issues are alternative fuel storage and fuel supply for ship propulsion in compliance with safety requirements. The use of compressed hydrogen or methane demands complex design analysis and is critical from a safety point of view. The results of a short engineering analysis are presented with some guidance on ship design as conclusions after analysis of tow waterborne experimental craft projects that required the introduction of novel and safe solutions in the ship design. The safety approach priority is crucial in the certification process conducted by class societies..
Marek Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rp@prs.pl
Alternative class survey methods
Wśród Przepisów PRS można odnaleźć Publikację 2/P – Alternatywne systemy nadzoru urządzeń maszynowych, w która zawiera wymagania w zakresie monitorowania urządzeń maszynowych (system CM – Condition Monitoring) i nadzoru nad utrzymaniem urządzeń maszynowych opartym na monitorowaniu ich stanu (CBM – Condition Based Maintenance). System CM/CBM jest alternatywnym systemem nadzoru PRS nad urządzeniami maszynowymi statku, opierającym się na zatwierdzonym i wdrożonym Programie Monitorowania \Stanu (PMS). System ten umożliwia armatorowi statku zbieranie danych i bieżącą analizę stanu technicznego objętych nim urządzeń maszynowych i na określanie dla nich indywidualnego zakresu i terminów remontów, względnie ich przeglądów w stanie otwartym.
Głównym czynnikiem decydującym o podjęciu działań zapobiegawczych lub korygujących są decyzje wynikające z analizowanych trendów wartości mierzonych w oparciu wytyczne producentów lub wskaźniki określone w uznanych CM/CBM normach, które wskazują na oznaki spadku wydajności lub nadchodzącej awarii. W szczególności, stosowanie CM/CBM może dotyczyć następujących urządzeń:
- pomp,
- elektrycznych maszyn wirujących,
- turbin,
- przekładni redukcyjnych,
- ksprężarek,
- łożysk
- oraz innego wyposażenia, którego przyjęcie w nadzór CM/CBM każdorazowo zostaje rozpatrzone przez PRS.
W tym systemie CM/CBM wykorzystywane są różne metody monitorowania stanu urządzeń, a dane do wypracowania decyzji pozyskuje się z pomocą następujących metod pomiarowych i inspekcji:.:
- w Pomiar oraz analiza drgań konstrukcji statku
- diagnostyka akustyczna,
- diagnostyka termowizyjna a,
- pobór próbek i analiza oleju,
- pomiar i analiza drgań mechanicznych .
W związku rosnącym zakresem automatyzacji okrętowych urządzeń maszynowych do obsługi, których wymagana jest specjalistyczna wiedza oraz tendencją do zmniejszania liczby personelu maszynowego, PRS wychodzi naprzeciw potrzebom wykonywania niezbędnych przeglądów technicznych w sposób jak najbardziej zoptymalizowany dla właściciela statku. Utrzymanie stanu technicznego urządzeń maszynowych i tym samym zapewnienie bezpieczeństwa jest dla Polskiego Rejestru Statków celem nadrzędnym. PRS rozwija Przepisy i metody przeprowadzania przeglądów technicznych z pomocą metod alternatywnych na statkach w eksploatacji oraz wdrożenia tego typu nadzorów klasyfikacyjnych dla każdej nowo budowanej jednostki.
International Symposium on Hydrodynamics in Ship Desing, Safety, Manoeuvring and Operation
Marek Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rp@prs.pl
Short review of actual ice class requirements for ship propulsion and its implementation into PRS Rules
Ships navigating in ice infested waters must have hull and machinery designed and constructed to withstand ice loads during navigation. The process of ship design includes the specific knowledge. PRS was involved recently in classification of new ship design where compliance with ice class requirements was deeply analysed. The paper is brief introduction into machinery aspects related to verification by class society of ship propulsion machinery design for compliance with requirements of rules for classification and construction of ships. The positive result of verification by class society is visible as relevant notation mark in a symbol of ship class certificate being assigned after construction. Majority of ship designers and shipping professionals are not very familiar with origin of ice class requirements and application of ice requirements to propulsion machinery where ships are intended to perform other type service than carrying cargo in winter time in ice infested waters. The need for development of ice class requirements resulted from winter navigation practice, research and evolution of requirements for ships having both hull and machinery suitable for operation in ice infested waters. As a member of IACS, PRS takes active part in development and amendment of IACS technical requirements applicable to ships navigating in ice covered waters. In line with IACS procedures, all mandatory technical and safety requirements for ice classed ships are implemented into PRS Rules.
International Symposium on Hydrodynamics in Ship Desing, Safety, Manoeuvring and Operation
Janusz Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rp@prs.pl
Digital twins concept in the activities of Classification Societies
Until recently, simulation and computational models were mainly used to support the design and verification of structures. For some time, advanced computational tools have been adopted also as the equipment used during ship operation. One of the most important and relatively new terms associated with this trend, popularized during the current digital transformation of industry since beginning of the 21st century, is the concept of 'digital twin’. The article is an overview of its significance for the maritime industry, indicating what should distinguish such systems from classic simulation and computing environments and how this concept is shaped in the era of digital transformation. It also gives examples of such systems developed and used in the activities of a classification society such as Polish Register of Shipping.
International Symposium on Hydrodynamics in Ship Design, Safety, Maneuvering and Operation
Monika Warmowska- Gadzińska, Andrzej Laskowski, Henryk Purowski, Maja Malinga
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rb@prs.pl
Simulation of fishing vessel motion for seakeeping analysis
Within International Maritime Organization IMO, for many years, work have been conducted to prepare rules governing the stability requirements for ships, considering particularly dangerous phenomena. The IMO expert group has developed recommendations concerning direct assessment of ship stability, guidance on operational limitations, as well as the second generation intact stability criteria. Polski Rejestr Statków (PRS) is ready to implement the guidelines proposed as the future IMO documents in the process of ensuring navigation safety. Prepared and verified tools for the simulation of ship’s behaviour on regular or irregular waves provide the possibility to perform calculations and observations, among the others, for phenomena such as surf-riding or broaching. The paper presents examples of numerical analyses defining the safe operation conditions for fishing vessels.
International Symposium on Hydrodynamics in Ship Desing, Safety, Manoeuvring and Operation
Andrzej Jankowski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: tk@prs.pl
Analysis of lifeboat emergency launching from a passenger ro-ro ferry during its motions in stochastic waves
According to the LSA-Code criterion 4.4.1.7 (resolution MSC.48(66)), each fully loaded lifeboat when launched should withstand a lateral impact against the ship’s side at an impact velocity of at least 3.5 m/s. Therefore, it is particularly important to determine the impact velocity at which the launched lifeboat with people on board hits the ship’s side. The motion of launched lifeboat, attached to davits which are moving along with the ro-ro ship and inducing the lifeboat motion, was modelled as a pendulum with uniformly increasing length of the ropes on which the boat is lowered. It was assumed that the ship motion is induced by stochastic beam seas. The numerical method was used to solve the differential equations describing the ship’s motions in waves in the first step, and then, the motions of the pendulum induced by ship motions, in the second step. The numerical computations were performed for one loading condition and for four sea states. The purpose of this study is to determine the impact velocities at which the launched fully loaded lifeboat hits the ro-ro ship’s side in the assumed sea states.
Keywords: LSA-Code, lifeboat, impact velocity, differential equations, ship motion, pendulum
XXVIII Sympozjum „Zmęczenie i Mechanika Pękania”
Uniwersytet Technologiczno – Przyrodniczy im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy, Bydgoszcz, 8 czerwieca 2021 r.
Selected Problems and Current Practice of Analysis of Fatigue Life of Ship Welded Joints in the Requirements of Classification Societies
dr inż. Marian Bogdaniuk, mgr inż. Krzysztof Wołoszyk
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: marian.bogdaniuk@prs.pl
Email: krzysztof.woloszyk@prs.pl
Proces opracowywania Przepisów budowy konstrukcji okrętowych i offshore jest wciąż wymagający. Z jednej strony wytyczne powinny skutkować bezpiecznie zaprojektowaną konstrukcją, tak aby w okresie eksploatacji nie doszło do wypadków związanych z poważnymi uszkodzeniami konstrukcji. Aby to zapewnić, należy przyjąć procedury obliczeniowe i analityczne oparte na aktualnym stanie wiedzy. Z drugiej strony, proponowane procedury nie powinny być zbyt skomplikowane i wyrafinowane, aby zapewnić ich wykorzystanie w procesie projektowania. Niedawno Międzynarodowe Stowarzyszenie Towarzystw Klasyfikacyjnych (IACS) wydało wspólne przepisy konstrukcyjne dla masowców i zbiornikowców (CSR), a jeden z rozdziałów zawiera skonsolidowane procedury oceny trwałości zmęczeniowej. W wielu przypadkach, ich implementacja w praktyce projektowej wciąż stanowi wyzwanie.
W prezentowanej pracy przedstawiono pokrótce wytyczne oceny zmęczenia wymagane przez Common Struktural Rules. Wyjaśniono metodę uproszczoną wraz z zaawansowanym podejściem opartym na Metodzie Elementów Skończonych. Do ilościowego określenia poziomów zakresów naprężeń przyjęto podejście tzw. ekwiwalentnej fali projektowej i nakreślono podstawowe założenia tej metodologii. Aby pokazać trudności, z jakimi można się zmierzyć podczas analiz, przedstawiono dwa przykłady obliczeniowe oceny trwałości zmęczeniowej połączeń spawanych kadłuba zbiornikowca. Pierwszy dotyczy połączenia pomiędzy wzdłużnym usztywnieniem dna wewnętrznego a dennikiem, zaś połączenie jest analizowane przy użyciu podejścia uproszczonego. W drugim przykładzie przedstawiono model MES składający się z trzech ładowni zbiornikowca oraz pokazano obszary podatne na pękanie. W tych regionach przyjęto bardzo drobną siatkę i zidentyfikowano zakresy naprężeń w punktach koncentracji naprężeń. Przedstawiono wyniki oceny trwałości zmęczeniowej jednego z tych połączeń. Referencyjny zbiornikowiec zbudowano w oparciu o przepisy sprzed CSR, a uzyskana trwałość zmęczeniowa była niższa od docelowej. Doprowadziło to do wniosku, że obecne przepisy są bardziej konserwatywne z punktu widzenia oceny trwałości zmęczeniowej.
Zasadniczo CSR mają zastosowanie tylko do masowców i zbiornikowców i tylko dla określonych wymiarów głównych statku. W przypadku zbiornikowców i masowców, które są poza zakresem CSR i innych typów statków, wymagania dotyczące oceny trwałości zmęczeniowej złączy spawanych są prerogatywą każdego indywidualnego Towarzystwa Klasyfikacyjnego (CS), takiego jak Polski Rejestr Statków. W celu wykazania różnic między poszczególnymi wytycznymi, badanie porównawcze zostało przeprowadzone przez Międzynarodowy Kongres ISSC. W tym badaniu porównawczym, przeprowadzono uproszczoną ocenę trwałości zmęczeniowej typowego połączenia między wzdłużnym usztywnieniem pokładu a poprzecznym wiązarem pokładu masowca z wykorzystaniem różnych przepisów. W prezentowanej pracy krótko przedstawiono i omówiono wyniki tego badania.
Chociaż TK przygotowują wytyczne, które powinny zapobiegać pękaniu elementów konstrukcyjnych, takie uszkodzenia nadal występują podczas eksploatacji statku. Może to być spowodowane błędną konstrukcją, która nie zapobiega koncentracji naprężeń i wciąż naszą ograniczoną wiedzą na temat wytrzymałości zmęczeniowej. W prezentowanej pracy przedstawiono i omówiono studium przypadku uszkodzenia zmęczeniowego.
Pokrótce wyjaśniono wpływ przemysłu na przygotowanie CSR i wyprowadzono kilka wniosków.
ICMS 2021 – 14th International Conference on Metal Structures, online
Politechnika Poznańska, Instytut Budownictwa, 16 – 18 czerwca 2021r.
Simplified approach to assess the dynamic response of a container ship subjected to bow slamming load
dr inż. Marian Bogdaniuk, mgr inż. Krzysztof Wołoszyk
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: marian.bogdaniuk@prs.pl
Email: krzysztof.woloszyk@prs.pl
Podczas wydarzenia dr inż. Marian Bogdaniuk oraz mgr inż. Krzysztof Wołoszyk z Pionu Naukowo-Badawczego PRS przedstawili uproszczone podejście do oceny odpowiedzi dynamicznej kontenerowca poddanego slammingowi dziobowemu, co skutkuje reakcją wibracyjną, zwykle nazywaną „whip-ping”.
Dokładne modelowanie numeryczne jest bardzo złożone i obejmuje łączenie rozwiązania hydrodynamicznego i konstrukcyjnego na każdym etapie, co prowadzi do ogromnych kosztów obliczeniowych i nakładu pracy. W związku z tym przyjęto metodologię sprzężenia jednokierunkowego, a obciążenia hydrodynamiczne są wyprowadzane przy użyciu liniowej teorii pasków w pierwszym kroku i stosowane do modelu belki FE.
Jak wskazali w prezentacji podczas ciężkich warunków na morzu dziób statku oscyluje w pionie, powodując impulsowe wartości wysokiego ciśnienia, zwane slammingiem. Powoduje to przejściowe drgania statku. Ze względu na szybki wzrost rozmiarów kontenerowców, „whip-ping” staje się bardzo ważnym efektem wpływającym na reakcję konstrukcji statku. Kontenerowce mają stosunkowo małą sztywność w stosunku do swojej długości. W testach modelowych testy są zwykle dość drogie i tylko ograniczona liczba przypadków może zostać zbadana. Bardzo trudno jest zasymulować elastyczność prawdziwego statku. Wyniki takich eksperymentów są również obarczone dużymi niepewnościami. W przypadku ostatecznej oceny wytrzymałości należy wykonać trójwymiarowe obliczenia morskie w celu uzyskania ruchów statku.
Na podstawie informacji o rozkładzie ciężaru i podłużnej zmienności poprzecznego momentu bezwładności wykonano model belki wykorzystujący elementy CBEAM i komercyjne oprogramowanie FEMAP. Ocenę dynamicznej odpowiedzi przejściowej przeprowadza się przy założeniu, że momenty zginające generowane przez obciążenie uderzające mogą nałożyć się na momenty zginające wywołane spokojną wodą i falą. Niemniej jednak należy wziąć pod uwagę brakujące warunki brzegowe. Powszechnie wiadomo, że kadłub statku można traktować jako belkę z podporami sprężynowymi. Każdy węzeł jest podtrzymywany przez element sprężysty o dwóch cechach: sztywności i tłumieniu.
Można stwierdzić, że zjawiska „whip-pingu” istotnie wpływają na całkowity dynamiczny moment zginający i należy je uwzględniać od początku analizy wytrzymałości kontenerowców.
Wydarzenie skupiło licznych ekspertów zainteresowanych problematyką zagadnień związanych z zaawansowanymi analizami i metodami projektowania, konstrukcjami i elementami profilowanymi na zimno, konstrukcjami zespolonymi, konstrukcjami inżynierskimi, węzłami i połączeniami, statecznością, oceną bezpieczeństwa i niezawodności, inżynierią pożarową.
MARTECH 2020
CENTEC, Instituto Superior Tecnico, Universidade de Lisboa, Lisbon, 2020 (on-line)
Krzysztof Wołoszyk, Mateusz Jabłoński, Marian Bogdaniuk
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
Email: rb@prs.pl
Strength analysis of container ship subjected to torsional loading
The objective of this work is to investigate the torsional response of a container ship, with particular consideration of the warping effect. Two different models are investigated. In the first case, the full length model of a ship is analyzed and a distributed load is applied with the use of a novel approach. The model is supported in the torsional centre of the cross-section, which is derived analytically. In the second case, the three cargo hold model is analyzed, where the influence of fore and aft parts of the ship is simulated by ‘end-constraint beams’. A constant, concentrated torsional moment is applied in the shear centre of the fore and aft end cross-section. The structural responses of these two models are obtained and distributions of normal stress across the critical cross-sections are derived. The studies revealed that three cargo hold model subjected to torsional moment underestimates the level of normal stresses caused by the warping effect when compared to the full-length ship model subjected to a distributed load.
Keywords: torsional loading, containership, FE modelling
Zapraszamy do udziału w konferencji „Globalne wyzwania dotyczące redukcji GHG dla żeglugi międzynarodowej i przemysłu stoczniowego” organizowanej przez PRS oraz MGMiŻŚ, która odbędzie się 9 stycznia 2020 roku w Hotelu Puro w Gdańsku.
Wydarzenie będzie podzielone na 4 główne sesje.
Podczas pierwszej z nich dotyczącej projektowania i badań naukowych w obszarze rozwiązań niskoemisyjnych będą szczegółowo omawiane tematy aleternatywnych paliw żeglugowych, projektowego wskaźnika efektywności energetycznej EEDI oraz hydrodynamicznych badań laboratoryjnych.
Druga sesja zostanie poświęcona rozwiązaniom technicznym służącym obniżeniu emisji GHG we współczesnej produkcji okrętowej. Zebrani prelegenci omówią podczas niej obecne na rynku innowacyjne napędy i źródła energii stosowane w przemyśle stoczniowym oraz kwestię produkcji stoczniowej na przykładzie działalności partnera konferencji – Remontowej Shipbuilding.
Trzecia sesja to czas na omówienie działań PRS w ramach wstępnej strategii redukcji GHG IMO. Poświęcona zostanie systemowi certyfikacji eksploatacyjnej efektywności energetycznej w ramach działalności konwencyjnej – SEEMP I/EEOI oraz mechanizmom EU i IMO dot. gromadzeniu danych o zużyciu paliw na statkach (MRV, SEEMP II, DCS). Ostatnia posłuży na obszar dyskusji nad narzędziami wdrażania strategii redukcji emisji GHG.
W konferencji poza przedstawicielami PRS i MGMiŻŚ udział wezmą m.in. polscy armatorzy, pracownicy Centrum Techniki Okrętowej, Urzędów Morskich w Gdyni i Szczecinie oraz kadra naukowa Politechniki Gdańskiej.
Janusz Dilling
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: j.dilling@prs.pl
prezentacja:
Rola i miejsce towarzystwa klasyfikacyjnego w międzynarodowym systemie bezpieczeństwa okrętów wojennych
Forum Bezpieczeństwa Morskiego Państwa jest wydarzeniem cyklicznym, organizowanym od 2016 r. i stanowi kluczowy element dyskusji o przyszłości Marynarki Wojennej RP. PRS pozostaje aktywnym uczestnikiem tej debaty. Na wydarzeniu reprezentował nas Pan kmdr rez. Janusz Dilling, szef Służby Nadzoru Okrętów Wojennych. Uczestniczył w sesji pt. „Polska Marynarka Wojenna w nowym Planie Modernizacji Technicznej do 2035 roku. Rola Marynarki Wojennej w czasie pokoju i w warunkach konfliktu”. W swoim wystąpieniu Pan Dilling przedstawił informacje dot. istoty uczestnictwa towarzystw klasyfikacyjnych w procesach modernizacyjnych Marynarki Wojennej. Na przykładzie PRS, przedstawił wybrane projekty realizowane dla polskich Sił Zbrojnych.
Janusz Dilling
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: j.dilling@prs.pl
Forum Bezpieczeństwa Morskiego Państwa jest wydarzeniem cyklicznym, organizowanym od 2016 r. i stanowi kluczowy element dyskusji o przyszłości Marynarki Wojennej RP. PRS pozostaje aktywnym uczestnikiem tej debaty. Na wydarzeniu reprezentował nas Pan kmdr rez. Janusz Dilling, szef Służby Nadzoru Okrętów Wojennych. Uczestniczył w sesji pt. „Marynarka Wojenna RP oraz przemysł wobec nowych wyzwań – nowe technologie, zdolności priorytetowe, potrzeby i możliwości realizacji”. W swoim wystąpieniu Pan Dilling przedstawił sugestie dot. nowoczesnego podejścia do zarządzania okrętami, służącego wydłużeniu ich żywotności przy stosowaniu odpowiednich programów przeglądów i właściwej ich eksploatacji. Wskazał istotę kształcenia kadr delegowanych do zarządzania okrętami wojennymi. Nawiązał też do zmian dotyczących funkcjonowania samej Marynarki Wojennej – jej struktury, udziału polskich marynarzy w różnych grupach roboczych NATO i zmian w zarządzaniu finansami – w tym optymalizacji kosztów przy nowych zamówieniach. Zaznaczył, iż formalne uznanie przez MON przepisów technicznych Polskiego Rejestru Statków pozytywnie wpłynęłoby na bezpieczeństwo i tempo realizacji programu pozyskiwania nowych okrętów dla Marynarki Wojennej. Standardy PRS stanowiły w przeszłości i są obecnie podstawą zatwierdzania dokumentacji i nadzoru nad budową wszystkich okrętów dla MW RP.
Grzegorz Pettke
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: g.pettke@prs.pl
25 stycznia 2018 roku w Warszawie odbyła się III edycja Forum Bezpieczeństwa Morskiego Państwa, w którym udział wziął Dyrektor Okrętowy Polskiego Rejestru Statków p. Grzegorz Pettke. Wydarzenie to skupia przedstawicieli administracji rządowej, świata nauki, przemysłu, ale przede wszystkim służb mundurowych – w szczególności oficerów Marynarki Wojennej. Z pewnością jest to jedno z najważniejszych spotkań ekspertów, poświęconych bezpieczeństwu morskiemu.
W tegorocznej edycji Forum kluczowymi tematami były kwestie dotyczące optymalizacji procesów badawczo-rozwojowych, produkcyjnych, serwisowych oraz zaopatrzenia na rzecz polskich
i sojuszniczych sił morskich poprzez współpracę ośrodków przemysłowych, akademickich oraz przyszłych użytkowników sprzętu wojskowego. Dyskutowano również o wyzwaniach współczesności i przyszłości w bałtyckim obszarze bezpieczeństwa morskiego, a także o możliwościach, potrzebach
i rozwiązaniach na rzecz infrastruktury nadbrzeżnej, mającej związek z potencjałem obronnym oraz bezpieczeństwem gospodarczym, uwzględniając porty, stocznie, szlaki żeglugowe i nadzór nad morskim odcinkiem granicy państwowej.
Dyrektor Okrętowy PRS S.A. p. Grzegorz Pettke w swojej prezentacji odniósł się do działań jakie polski klasyfikator podejmuje na rzecz potencjału obronnego i bezpieczeństwa gospodarczego. Wskazał, że PRS prowadzi nadzór nad jednostkami Straży Granicznej RP, zapewniając pełną gotowość manewrową, a tym samym bezpieczeństwo załóg patrolujących morską granicę Polski. Dyrektor Okrętowy podczas tegorocznej edycji Forum, podkreślił zaangażowanie polskiego klasyfikatora w ocenę techniczną infrastruktury portowej służącej cumującym okrętom w porcie,
a także w prowadzenie certyfikacji systemów jakości w portach i stoczniach.
Postępująca modernizacja Marynarki Wojennej stworzyła w branży morskiej potrzebę organizacji szkolenia z zakresu prowadzenia nadzoru nad projektowaniem, budową i próbami okrętów wojennych. To z pewnością kolejny aspekt działalności PRS w dziedzinie bezpieczeństwa morskiego państwa. Nadzór nad projektowaniem okrętów jest zgodny z wymaganiami Konwencji Hong Kong, której regulacje już na etapie projektowania, budowy oraz poprzez eksploatację statków i okrętów przygotowują do właściwego recyklingu w stoczniach. Oferowane przez polskie towarzystwo klasyfikacyjne szkolenia z zakresu m.in. właściwego składowania materiałów niebezpiecznych oraz użytkowania kontenerów znacząco wpływają na poprawę jakości pracy oraz dbałości o ochronę środowiska. PRS wyraża gotowość do certyfikacji zakładów zajmujących się złomowaniem statków oraz ich elementów.
Organizatorami Forum Bezpieczeństwa Morskiego Państwa była Akademia Marynarki Wojennej
w Gdyni oraz Zarząd Targów Warszawskich S.A.
Iława, 21-22 września 2018r.
Monika Warmowska-Gadzińska
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: m.warmowska@prs.pl
Jacek Poturalski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: j.poturalski@prs.pl
Amsterdam, 6-8 June 2017
Marek Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: m.narewski@prs.pl
Electrically powered ferry propulsion power estimation in underpowered operational conditions
In 2014 authors performed short engineering analysis of small electrically propelled inland passenger ships. Operational experience gave evidence that in certain weather conditions the phenomena of added aerodynamic resistance may have serious influence on ship speed and manoevurability. Existing regulations do not provide any requirements or guidelines on prediction of air or hydrodynamic resistance or propulsion power in design process. The case is important when electrical or hybrid propulsion is prime mover. The presentation describes results of for engineering analysis of ship design to verify the influence of aerodynamic resistance on propulsion system power selection and performance.
Twenty First International Conference on Hydrodynamics in Ship Design and Operation
Gdańsk, 28-29 June 2017
Janusz Narewski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: j.narewski@prs.pl
New software developed by Polish Register of Shipping for preparing complex computation models employed to verify structure compliance with PRS Rules
The article describes the capacity of the NeptunGeo system, developed by the PRS Research & Development Division, to prepare computation models to analyse the conformity of a ship structure with PRS Rules. This software becomes an important part of a new computational environment developed internally in PRS.
The key functions and system assumptions are presented by outlining the two main modules: the managing module NeptunGeo and the collaborating CAD editor. By joining these two elements, the program authors built a very efficient CAD/CAE/FEA tool for creating complex parametric computation models. The application range of the system covers the initial process of preparing data for structural analyses, the typical FEM models themselves as well as assists in building the most demanding models and data to verify structures with Common Structural Rules (CSR).
Detailed solutions, developed by the software authors, are presented for editing 2D data and their conversion into spatial 3D elements.
The article also presents several features of the geometric process, idealisation and parametric features required to generate data for certain types of analysis, as well as the verification of partial results. Examples of parametric generation of FEM models include strength, fatigue, and buckling.
The conclusions indicate the wide application of the software in the editing module based on standards and solutions of AutoCAD™ products, which in this case, are not obsolete and provide an optimal construction platform also for state-of-the-art modelling techniques and open for exchange with modern CAD standards. The benefits of the adopted solution include the quick and efficient development of user operational skills and work on both modern formats of technical documentation and also the less advanced, but quite widely spread scanned (raster) documentation.
2th INTERNATIONAL CONFERENCE ON MARINE NAVIGATION AND SAFETY OF SEA TRANSPORTATION
Gdynia, 21-23 June 2017
Maciej Pawłowski
Andrzej Laskowski
Polski Rejestr Statków S.A., Gdańsk
E-mail: a.laskowski@prs.pl
Effect of watertight subdivision on subdivision index for medium size ro–ro passenger ferries
Ro-pax vessels should fulfil the requirements of the current harmonised SOLAS Convention. The study analyses the effect of various ro-pax vessel subdivision arrangements on the subdivision index. A Polish ferry was chosen as a generic ship to perform the study. For illustration of damage survivability, the attained subdivision index A was calculated for a number of modified configurations. The arrangements included single and double sides above and below the car deck, with and without a double buoyant car deck. The conclusions of the study can be used in the design of new ro-pax vessels.