CORSO DI COSTRUZIONI NAVALI - unina.stidue.netunina.stidue.net/Universita' di Trieste/Ingegneria Industriale e... · • peso apparato motore (impianti per la propulsione). Le diverse

CORSO DI COSTRUZIONI NAVALIESERCITAZIONI

CODICI PER IL CALCOLODELLA ROBUSTEZZA LONGITUDINALE

Indice

Introduzione all’uso dei codici di calcolo ........................ pag. 2Il castello dei pesi................................................................ pag. 4La curva delle spinte............................................................ pag. 17La robustezza longitudinale ............................................... pag. 30Traccia per la verifica della robustezzalongitudinale (Esercitazioni n. 4 e 5) ............................... pag. 39

Allegati

Codici di calcolo dei programmi illustrati (files eseguibili)

ESERCITAZIONI DEL CORSO DI COSTRUZIONI NAVALI

Codici per il calcolo della robustezza longitudinale pag.2

Introduzione all’uso dei codici di calcolo

I programmi qui illustrati riguardano il calcolo delle caratteristiche di sollecitazione verticali della trave–nave e precisamente:

• la definizione del castello dei pesi• la ricerca dell’equilibrio della nave e la valutazione del diagramma delle spinte• il calcolo delle caratteristiche di sollecitazione verticali in acqua tranquilla, sia aggiuntive

d’onda che totali• il calcolo della linea elastica della trave–nave.

Il procedimento per lo sviluppo dei calcoli sopra indicati si appoggia su tre codici scritti in linguaggioFORTRAN, a ciascuno dei quali sono demandate le seguenti funzioni:

• “pesi.for” permette di definire il castello dei pesi e di calcolare il dislocamento della nave ela posizione longitudinale del baricentro dei pesi.

• “statica.for” è il codice per il calcolo dell’equilibrio della nave. Il programma riceve comeinput il rilevato della carena, il dislocamento e la posizione del baricentro dei pesi, perfornire i dati relativi all’equilibrio e alla stabilità della nave, sia in acqua tranquilla chesull’onda. Tale programma consente anche di ottenere i tabulati relativi alle Carene Dritte,al Bonjean e alla Curva di Pienezza, oltre a tutti i dati concernenti la stabilità della nave.

• “ctm.for” fornisce, sulla base del Castello dei Pesi e della Curva di Pienezza, i diagrammidelle caratteristiche di sollecitazione e della linea elastica della trave–nave, sia in acquatranquilla che sull’onda. Il programma registra in un file anche i dati più significativi delcalcolo di robustezza.

La trasmissione dei dati da un codice all’altro avviene tramite files di dati: in questo modo si riduce alminimo l’intervento diretto dell’operatore durante lo svolgimento della procedura di calcolo. I datiprodotti dal programma di definizione del castello dei pesi sono infatti registrati in files leggibili dalprogramma di robustezza longitudinale. Analogamente, i risultati del programma di ricerca dell’equilibriosono riportati in un file leggibile dal programma di robustezza longitudinale.Per la valutazione della robustezza longitudinale della nave in acqua tranquilla relativamente ad unaprefissata condizione di carico lo schema di lavoro deve essere impostato nella maniera seguente:

fase programma dati risultati

A pesi.for 1) distinta dei pesi 1) 2)

castello dei pesidislocamento e posizionelongitudinale del centro dei pesi

B statica.for 1)

2)

peso specifico corretto dell’acquadi maredislocamento e posizione delcentro dei pesi

1) 2)

curva di pienezzacondizione di equilibrio della nave

C ctm.for 1) 2) 3)

castello dei pesicurva di pienezzacurva dei momenti d’inerziaverticali delle sezioni trasversali

1) 2) 3)

diagrammi dei carichi (P,S,C)diagrammi delle c.d.s. (T,M)linea elastica della nave



Per il calcolo delle caratteristiche di sollecitazione sull’onda si procede in maniera analoga, con la soladifferenza che la fase “B” deve essere effettuata ricercando l’equilibrio della nave sull’onda. Nellacorrispondente fase “C” il programma di calcolo delle caratteristiche di sollecitazione richiederà quindianche il diagramma delle spinte sull’onda, calcolando infine la robustezza della nave sull’onda.Qualora si vogliano valutare separatamente la situazione in acqua tranquilla e quella in mare ondoso, icalcoli delle caratteristiche di sollecitazione possono essere effettuati in modo da ottenere i cosiddetti“valori aggiuntivi d’onda”. In tal caso, nella fase “C”, in luogo del castello dei pesi e della curva dipienezza, il programma richiederà le due curve di pienezza in acqua tranquilla e sull’onda.Nelle pagine a seguire vengono illustrati separatamente i codici di calcolo appena introdotti.Si mostrerà come procedere all’utilizzo dei codici per l’esecuzione della verifica della robustezzalongitudinale della nave oggetto delle esercitazioni.



IL CASTELLO DEI PESI

Definizione del castello dei pesiI pesi costituenti il dislocamento della nave vengono usualmente suddivisi in categorie, nelle quali siraccolgono ordinatamente i pesi in funzione della loro tipologia. Per ogni voce del castello dei pesivengono registrati, oltre ovviamente al valore del peso, le dimensioni e la collocazione a bordo.Generalmente al singolo peso viene associata, sull’intervallo longitudinale interessato, una distribuzionecostante o al massimo lineare. Di conseguenza, se la distribuzione di un peso non è approssimabile inmaniera lineare, tale peso dovrà essere scomposto in una serie di pesi parziali per i quali dettadiscretizzazione sia tollerabile – è questo il caso, per esempio, del carico di una cisterna di estremità.E’ prassi considerare i pesi costituenti le sistemazioni fisse della nave separatamente da quelli cherappresentano la portata lorda. Tale suddivisione consente di variare il castello dei pesi in funzione dellacondizione di caricazione, sostituendo in blocco, volta per volta, il gruppo di pesi rappresentanti la portatalorda.Per poter valutare con la massima flessibilità i diversi possibili castelli dei pesi, corrispondenti alle variecondizioni di caricazione della nave, l’insieme dei pesi viene frazionato in una serie di categoriefunzionali a tale scopo. Così, da un lato si raggruppano tutti i pesi costituenti le dotazioni fisse, dall’altro ipesi relativi alla portata lorda si differenziano generalmente in portata netta, consumabili e la zavorra.Il gruppo dei pesi relativi alle dotazioni fisse comprende il peso dello scafo e quello degli impianti, vienedefinito durante la costruzione e validato dalla pesata della nave. Per effettuare questa operazione sileggono le immersioni estreme e centrali della nave diritta in mare piatto, si valuta la freccia di flessioneverticale e si risale infine al volume immerso tramite i calcoli delle Carene Dritte. Il dislocamento che siottiene è quello detto di “nave vacante” così definita dal RINA:

La nave vacante è una nave che è completa sotto tutti gli aspetti, tuttavia è priva di materialidi consumo, materiale immagazzinato, carico, equipaggio ed effetti, e senza liquidi a bordoeccetto i liquidi nelle macchine e nelle tubolature, come ad esempio i lubrificanti e i fluidioleodinamici, che siano a livello normale per il funzionamento.

Durante la fase di progetto o di costruzione i singoli pesi costituenti il dislocamento nave vacantevengono distinti in categorie omogenee relative alle seguenti tipologie:

• peso scafo (strutture),• peso allestimento (allestimenti, dotazioni ed impianti fuori apparato motore),• peso apparato motore (impianti per la propulsione).

Le diverse condizioni di carico previste per il normale utilizzo della nave possono essere poi simulatesommando al dislocamento di nave vacante il peso della portata lorda corrispondente ad ogni situazionerealisticamente prevedibile. Di conseguenza, per la generica condizione di caricazione di una navemercantile il castello dei pesi potrà essere ottenuto dalla somma dei pesi ordinatamente divisi nelleseguenti categorie:

• peso nave vacante,• peso consumabili,• peso zavorra (mobile),• peso del carico netto (detto anche carico pagante).



Si definiscono in tal modo i casi di caricazione che vengono raccolti nel Quaderno delle Istruzioni alComandante. Le varie condizioni sono infatti definite allo scopo di fornire al comandante gli strumentiutili alla caricazione sicura della nave.Al fine di valutare la sicurezza della nave in fase di progetto il Registro di classificazione impone dieffettuare i calcoli di stabilità e di robustezza per un una serie caricazioni standard della nave, oltre cheper il caso di nave vacante e per casi particolari quali, per esempio, l’immissione in bacino.Per esempio, per le navi petroliere, ossia quelle con notazione di classe “oil tanker ESP”, le condizioniminime da analizzare – da includere poi nel fascicolo delle Istruzioni al comandante – sono le seguenti:

• nave vacante• nave in zavorra in condizione di partenza, senza carico ma con provviste e combustibili al

completo• nave in zavorra in condizione di arrivo, senza carico ma con provviste e combustibili ridotti

al 10% della dotazione di partenza• nave in condizione di partenza a pieno carico corrispondente al bordo libero estivo, con un

carico omogeneamente distribuito in tutte le cisterne del carico, con provviste e materiali diconsumo al completo

• le stesse condizioni di carico di cui sopra, ma con provviste e materiali di consumo ridottial 10% della dotazione di partenza

• nave nelle condizioni di partenza con carico avente massa volumica tale da saturare tutte lecisterne del carico, con provviste e materiali di consumo al completo, ma conun’immersione inferiore a quella corrispondente al bordo libero estivo


• due condizioni di carico corrispondenti a due diverse condizioni di segregazione del carico,in modo da avere delle cisterne del carico parzialmente riempite, con provviste e materialidi consumo al completo


In base a tali indicazioni del Registro appare evidente la convenienza della definizione dei singoli castellidei pesi a partire da gruppi di pesi rappresentanti le diverse categorie. A titolo di esempio è sicuramenteutile definire i seguenti singoli gruppi di pesi per una nave petroliera:

• nave vacante• consumabili al 100% della dotazione• consumabili al 10% della dotazione• portate nette delle singole cisterne di carico

che, combinati tra loro e sommati a pesi particolari quali la zavorra, permettono di definire un’ampiagamma di casi. Inoltre, se le cisterne di carico hanno uno sviluppo verticale approssimativamentecilindrico, variando il livello di carico nella singola cisterna la posizione del baricentro non cambia,cosicché la parzializzazione della cisterna si può simulare variando solo il valore complessivo del pesodel carico (e non la sua distribuzione).In conclusione, si può osservare come risulti conveniente definire il singolo castello dei pesi a partiredalla definizione dei singoli gruppi di pesi.Nelle pagine che seguono verranno illustrati i procedimenti relativi alla definizione dei gruppi di pesi apartire dai dati disponibili, infatti in fase di progetto le singole voci riguardanti i pesi imbarcati sarannogeneralmente definite da

• peso − in [t] oppure in [kN]• ascissa longitudinale iniziale della distribuzione − in [m]



• ascissa longitudinale finale della distribuzione − in [m]• eccentricità del baricentro del peso rispetto al punto mediano dell’intervallo di distribuzione

(relativa a una distribuzione lineare e positiva se a proravia del punto mediano) − in [m]mentre in casi particolari, come quando si effettua la lettura da un castello dei pesi già generato, i pesisaranno generalmente disponibili in termini di

• peso per unità di lunghezza all’ascissa iniziale − in [t/m] oppure in [kN/m]• peso per unità di lunghezza all’ascissa finale − in [t/m] oppure in [kN/m]• ascissa longitudinale iniziale della distribuzione − in [m]• ascissa longitudinale finale della distribuzione − in [m]

Inoltre, in alternativa a quanto sopra indicato, le ascisse potranno essere definite in base alla distanzadall’estrema poppa oppure, per avere maggiore flessibilità soprattutto in fase di progetto, in base al pianodelle ossature.Il programma di calcolo per la definizione dei gruppi di pesi permetterà perciò di effettuare lagenerazione dei singoli gruppi a partire dai dati disponibili, ma fornirà comunque i risultati in formastandard in modo da permettere la combinazione dei gruppi per formare i castelli dei pesi.I dati verranno registrati, una volta elaborati, in uno o più files ASCI, i cui nomi è opportuno venganocaratterizzati da nomi indicativi delle diverse categorie di pesi (ad ogni gruppo di pesi viene infattiassociato un file con estensione “dat”).

Descrizione del programma “pesi.for”Nelle pagine a seguire verranno illustrate le modalità di utilizzo del programma per le seguenti operazionisui pesi:

(1) creazione di un gruppo di pesi(2) modifica dei singoli pesi di un gruppo precedentemente definito(3) creazione di un castello dei pesi

ed in particolare per la prima opzione si indicheranno le possibili alternative per la registrazione deisingoli pesi in funzione dei dati di partenza disponibili:

(1.a) lettura dall’esponente di carico: peso, ascissa iniziale e ascissa finale, eccentricità(1.b) lettura dal castello dei pesi: pesi per unità di lunghezza iniziale e finale, ascissa iniziale

e ascissa finale(1.c.1) lettura dal castello dei pesi con intervalli di distribuzione definiti in base al piano delle

ossature: pesi per unità di lunghezza iniziale e finale, ossature iniziale e finaledell’intervallo di distribuzione

(1.c.2) lettura dal castello dei pesi con intervalli di distribuzione definiti in base al piano delleossature: peso e baricentro dall’estrema poppa, ossature iniziale e finale dell’intervallodi distribuzione

(1.c.3) lettura dal castello dei pesi con intervalli di distribuzione definiti in base al piano delleossature: peso ed eccentricità, ossature iniziale e finale dell’intervallo di distribuzione.

Si rammenta infine che nei codici di calcolo i pesi vanno espressi in tonnellate [t], i pesi per unità dilunghezza in tonnellate al metro [t/m] e le distanze in metri [m]. Queste sono misurate dalla estremapoppa, definita quest’ultima come il punto di partenza della distribuzione del peso posto a poppavia ditutti gli altri. Appare quindi necessario definire un’ascissa longitudinale comune per poter combinare poi isingoli gruppi: è sufficiente fare riferimento sempre alla estremità poppiera della nave.



All’inizio della sessione di lavoro compare il menù che elenca le possibili funzioni del codice, tra questel’opzione “(0)” permette di terminare la sessione.Tutti i files, sia di input che di output, sono collocati in un database che viene richiesto alla primaoperazione effettuata (l’inserimento dei dati avviene sia per via diretta che con l’ausilio di filesd’appoggio) − avranno tutti estensione “dat”.La schermata iniziale si presenta nel modo seguente:

Programma di calcolo del Castello dei Pesi(v. XII-2001)________________________________________________________________

funzioni________________________________________________________________

(0) stop(1) inserimento pesi(2) controlla e modifica un file pesi(3) costruzione castello dei pesiopzione (0/1/2/3) ? =

introduzione dati________________________________________________________________

nome directory di lavoro ? =

nella quale per prima cosa si chiede quale operazione si intenda effettuare sui pesi, quindi è richiesta ladirectory nella quale si trova il database.Per quanto riguarda la creazione di un gruppo di pesi, una volta effettuato l’inserimento dei dati con lemodalità più avanti illustrate, il programma genera un file per la registrazione nel quale si leggono:

• nella prima riga: il numero dei pesi del gruppo• in ogni riga successiva: i dati relativi a ciascun peso del gruppo (i pesi sono elencati con lo

stesso ordine di definizione); in particolare compaiono i seguenti dati:(i) numero identificativo del peso del gruppop(i) valore del peso [t]x1(i) ascissa iniziale dalla EPp [m]x2(i) ascissa finale dalla EPp [m]e(i) eccentricità della distribuzione lineare del peso misurata dall’ascissa iniziale “x1(i)”[m], positiva se a proravia della linea mediana dell’intervallo di distribuzione

Ad esempio nel file dei risultati si legge:

49(i) p(i) x1(i) x2(i) e(i)1 2741.816 35.300 39.800 0.0262 5601.150 39.800 47.900 0.0003 6188.400 17.900 26.000 -0.0654 2109.256 0.000 58.700 0.002.. .. .. .. ..

49 228.420 87.900 96.000 0.065

Tale file ha un formato standard per costituire un file di input della sessione di generazione del castellodei pesi.Analoga procedura viene seguita per la registrazione di un castello dei pesi, in cui vengono combinati igruppi di pesi parziali contenuti nei files appena definiti. In questo caso il file dei risultati presenta iseguenti dati:



• nella prima riga compaiono il numero totale degli intervalli in cui è suddivisolongitudinalmente lo scafo a partire dall’estrema poppa EPp fino all’estrema prora (ossia ilnumero di intervalli del diagramma del castello dei pesi), l’ascissa longitudinale delbaricentro dei pesi (sempre rispetto alla estrema poppa) e il dislocamento della nave

• nei blocchi a seguire compaiono i dati per la costruzione della spezzata che rappresenta ilcastello dei pesi: per ogni segmento della spezzata nel primo blocco si trovano i vettoriindicanti il numero identificativo dell’intervallo lungo le ascisse “int”, l’ascissa iniziale“x1(i)” e la lunghezza dell’intervallo “dx(i)”

• nel secondo blocco per ogni segmento della spezzata sono riportati i vettori indicanti ilnumero identificativo dell’intervallo lungo le ascisse “int” ed i pesi per unità di lunghezzainiziale e finale, rispettivamente “pi(i)” e “pf(i)”

• compaiono infine i nomi dei files dai quali sono stati attinti i dati per la costruzione delcastello dei pesi

Ad esempio nel file dei risultati si legge:

49 115.116 51076.569int x1(i) dx(i)1 0.000 4.0002 4.000 2.4003 6.400 1.5004 7.900 5.400.. .. ..

49 224.300 0.700int pi(i) pf(i)1 29.106 34.0152 42.935 51.0053 126.761 126.7614 126.761 132.100.. .. ..

49 24.878 24.300composto da:

pnvph4pzhbfp100

Tale file ha un formato standard per costituire un file di input per il programma relativo alla sessione divalutazione delle caratteristiche di sollecitazione della trave–nave.In aggiunta al file appena definito il programma permette anche di creare un file in cui registrare i datiutili alla rappresentazione grafica dei diagrammi dei pesi. Il file per la grafica presenta due vettoricontenenti le ascisse e le ordinate necessarie e sufficienti per disegnare il diagramma dei pesi. Ad esempionel file dei risultati si legge:

x y0.000 29.1064.000 34.0154.000 42.9356.400 51.0056.400 126.7617.900 126.7617.900 126.76113.300 132.100

.. ..

224.300 24.878225.000 24.300



in cui si osservi che le ascisse sono ripetute alle estremità degli intervalli, dove possono verificarsi puntidi discontinuità.Allo scopo di facilitare la definizione dei files contenenti i gruppi parziali dei pesi, qualora l’inserimentodei dati avvenga tramite lettura da un castello dei pesi, è possibile fare riferimento alle ossature ordinariedello scafo per definire “x1(i)” e “dx(i)”. A tal fine all’interno del programma può essere definito ilpiano delle ossature che, registrato automaticamente nel database con in un file dal nome “oss.dat”, vienepoi richiamato ogniqualvolta sia necessario fare riferimento ad esso. I dati registrati nel file vanno cosìinterpretati:

• nella prima riga: numero di zone ad intervallo di ossatura costante e sigla numericadell’ossatura di inizio della prima zona (ovvero dell’ossatura posta sull’origine del sistemadi riferimento, ossia l’estrema poppa);

• nelle righe successive: per ogni zona il numero degli intervalli e l’ampiezza del singolointervallo di ossatura [m].

In conclusione va detto che:• tale codice di calcolo permette di definire il castello dei pesi a partire dalla distinta degli

stessi, predisposta sia in termini di esponente di carico che di castello parziale.• i pesi, una volta inseriti, possono essere modificati in maniera molto flessibile, agendo sulle

diverse caratteristiche che li definiscono, e sono disponibili in files ASCI.• l’associazione di diversi files di questo tipo permette di definire successivamente un file

contenente il vero e proprio castello dei pesi, in cui ad ogni intervallo longitudinale delloscafo viene associato il corrispondente peso per unità di lunghezza.

• il calcolo delle caratteristiche del castello dei pesi – dislocamento e relativo baricentro –permette infine di valutare l’equilibrio della nave utilizzando il programma “statica.for” e lecaratteristiche di sollecitazione di trave–nave utilizzando il programma “ctm.for”.

Guida operativa del programma “pesi.for”Seguono le tracce di inserimento dati per lo sviluppo delle tre distinte opzioni di calcolo:

(1.a) Creazione di un gruppo di pesi con lettura dall’esponente di carico(peso, ascissa iniziale e ascissa finale, eccentricità)

(1.b) Creazione di un gruppo di pesi con lettura dal castello dei pesi(pesi per unità di lunghezza iniziale e finale, ascisse iniziale e finale)

(1.c) Creazione di un gruppo di pesi con lettura dal castello dei pesi e con intervalli didistribuzione definiti in base al piano delle ossature

(2) Modifica dei singoli pesi di un gruppo precedentemente definito(3) Creazione di un castello dei pesi



(1.a) CREAZIONE DI UN GRUPPO DI PESI

lettura dall’esponente di carico (peso, ascissa iniziale e ascissa finale, eccentricità)


funzioni________________________________________________________________0) stop1) inserimento pesi2) controlla e modifica un file pesi3) costruzione castello dei pesi

opzione (0/1/2/3) ? = 1

introduzione dati________________________________________________________________nome directory di lavoro ? =

nomi convenzionali:'- peso scafo p_sc- peso allestimento p_al- peso a.m. p_am- peso consumabili p_cs- peso zavorra p_zv- peso carico p_c- pesi vari p_v- peso nave vacante p_nvnome file output *.dat ? =

1) lettura dall'esponente di carico2) lettura dal castello dei pesi

opzione inserimento dati (1/2) ? = 1

numero dei pesi ? =

per ogni peso:valore peso n.(i) (t) ? =ascissa iniziale (m) ? =ascissa finale (m) ? =eccentricità (m)(+ verso prora) ? =

registrazione effettuata nel file: */*.dat

funzioni________________________________________________________________

0) stop1) inserimento pesi in un altro file2) controlla e modifica il file pesi caricato3) costruzione castello dei pesiopzione (0/1/2/3) ? =

Si osservi che ora con l’opzione “0” si chiude il programma, con la “1” si crea un altro gruppo di pesi,con la “2” è possibile andare a modificare direttamente il file appena creato senza doverlo ricaricare,infine con la “3” si passa ad altro tipo di operazioni.Va osservato inoltre che se non si esce dal programma rimane memorizzato il percorso del database.



(1.b) CREAZIONE DI UN GRUPPO DI PESI

lettura dal castello dei pesi (pesi per unità di lunghezza iniziale e finale, ascisse iniziale efinale)



opzione (0/1/2/3) ? = 1





1) ascisse in metri2) ascisse in multipli dell'intervallo di ossatura


numero dei pesi ? =

per ogni peso:valore iniziale (t) ? =valore finale (t) ? =ascissa iniziale (m) ? =ascissa finale (m) ? =


funzioni________________________________________________________________


Valgono le osservazioni fatte al punto (1.a).



(1.c) CREAZIONE DI UN GRUPPO DI PESI

lettura dal castello dei pesi con intervalli di distribuzione definiti in base al piano delleossature

Per utilizzare questa opzione deve essere definito il piano delle ossature della nave. Poiché taleoperazione è laboriosa il programma registra tutte le informazioni relative al piano delle ossature in unfile denominato “oss.dat” posto nel database e tale file viene richiamato automaticamente ogni volta chesi accede a tale opzione per la definizione di diversi gruppi di pesi.



opzione (0/1/2/3) ? = 1





1) ascisse in metri2) ascisse in multipli dell'intervallo di ossatura


ricerca file: */oss.dat

se non è stato precedentemente definito il file contenente il piano delle ossature:descrivere l’intera nave:zone ad intervallo di ossatura costante ? =

per la prima zona ad intervallo di ossatura costante:zona (1)valore dell'intervallo di ossatura (m) ? =sigla numerica dell'ossatura di inizio zona ? =sigla numerica dell'ossatura di fine zona ? =

per ogni altra zona ad intervallo di ossatura costante:zona (i)valore dell'intervallo di ossatura (m) ? =sigla numerica dell'ossatura di fine zona ? =



I dati relativi al piano delle ossature non vengono richiesti nel caso in cui il file “oss.dat” sia statoprecedentemente definito. In ogni caso il programma prosegue nella richiesta dei dati relativi ai pesirichiedendo la modalità di inserimento degli stessi:

1) peso iniziale e peso finale2) peso totale ed ascissa xG (rispetto all’estrema poppa)3) peso totale ed eccentricitàopzione inserimento dati (1/2/3) ? = opzione “a”

Con l’opzione “a” il codice consente tre diverse possibili vie per definire i singoli pesi. È sufficienteselezionare l’opzione desiderata per inserire i dati nella maniera voluta.

numero dei pesi ? =

opzione “a” = 1per ogni peso:valore iniziale (t/m) ? =valore finale (t/m) ? =sigla numerica ossatura iniziale ? =sigla numerica ossatura finale ? =

opzione “a” = 2per ogni peso:valore totale peso (t) ? =lcg da EPp (m) ? =sigla numerica ossatura iniziale ? =sigla numerica ossatura finale ? =

opzione “a” = 3per ogni peso:valore totale peso (t) ? =eccentricità (m)(+ verso prora) ? =sigla numerica ossatura iniziale ? =sigla numerica ossatura finale ? =


funzioni________________________________________________________________





(2) MODIFICA DEI SINGOLI PESI DI UN GRUPPO PRECEDENTEMENTE DEFINITO

Questa sessione di lavoro permette di controllare i dati relativi ad un gruppo di pesi precedentementedefinito.



opzione (0/1/2/3) ? = 2

introduzione dati________________________________________________________________nome directory di lavoro ? =nome file pesi ? =

Quando si accede alla pagina di lavoro il programma mostra per primi i dati identificativi e riassuntivi delgruppo di pesi:

• il percorso e il nome del file richiamato• l’ascissa del baricentro complessivo del gruppo di pesi dalla estrema poppa in [m]• il peso complessivo del gruppo in [t]• il numero di pesi compresi nel gruppo

verifica dati________________________________________________________________file di lavoro: */*.datascissa baricentro da EPp (m) = *peso totale (t) = *numero pesi = *

e di seguito riporta i tabulati con i dati parziali, ossia per ogni peso del gruppo:• il numero identificativo• il peso lineare all’ascissa iniziale dell’intervallo di distribuzione in [t/m]• il peso lineare all’ascissa finale dell’imtervallo di distribuzione in [t/m]• l’eccentricità del baricentro del peso rispetto al punto mediano dell’intervallo di

distribuzione in [m], indicata positiva se a proravia di tale punto mediano• l’ascissa iniziale dell’intervallo di distribuzione del peso• l’ascissa finale dell’intervallo di distribuzione del peso

i p p1 p2 e x1 x2.. .. .. .. .. .. ..

alla fine del listato compare l’opzione per la modifica dei dati, rispondendo positivamente viene richiestala sigla identificativa del peso da modificare e si accede alle diverse modalità di modifica.

vuoi modificare i dati (s/n) ? = s

numero del peso da modificare ?



Le opzioni di modifica permettono di agire direttamente sul dato che si intende correggere, infattimodificando per esempio il valore del peso, i valori dei pesi per unità di lunghezza iniziale e finale simodificano di conseguenza ma l’intervallo di distribuzione e l’eccentricità rimangono invariati.Automaticamente ad ogni modifica vengono aggiornati anche i valori complessivi del gruppo.

0) OK, altro peso1) peso totale = *2) peso iniziale = *3) peso finale = *4) eccentricità = *5) ascissa iniziale = *6) ascissa finale = *7) rivedere complessivo pesi8) OK, uscire9) moltiplicare tutti i pesi per un fattoreopzione ‘a’ (0/1/2/3/4/5/6/7/8/9) ? =

Con l’opzione “0” si richiama un altro peso, con le opzioni dalla “1” alla “6” si effettua una modifica, conla “7” si elencano di nuovo i dati del gruppo di pesi, con la “8” si abbandona la procedura di modifica econ la “9” si moltiplicano tutti i pesi del gruppo per un fattore da definire, indipendentemente dal pesorichiamato in quel momento. Si osservi che le modifiche dall’opzione “1” alla “6” comportano le seguentivariazioni:

• la modifica del peso totale o dell’eccentricità o dell’intervallo di distribuzione comportanola variazione dei pesi iniziale e finale

• la modifica del peso iniziale o del peso finale comportano la variazione del peso totale edell’eccentricità

In funzione del valore assegnato all’opzione “a” vengono poi richiesti:

opzione “a” = 0 numero del peso da modificare ? =

opzione “a” = 1 nuovo valore ? =






opzione “a” = 7 −−−−opzione “a” = 8 vuoi salvare con un altro nome *.dat (s/n) ? =

nome del file *.dat ? =

opzione “a” = 9 fattore ? =

Richiamando più volte le opzioni di modifica si possono effettuare in successione tutte le correzionivolute. Alla fine delle operazioni si accede alle opzioni di registrazione.

funzioni________________________________________________________________





(3) CREAZIONE DI UN CASTELLO DEI PESI



opzione (0/1/2/3) ? = 3


numero di files contenenti dati ? =

per ogni file contenente un gruppo di pesi:nome file n. (i) *.dat ? =

nomi convenzionali:- castello nave vacante c_nv- castello pcn c_pcn- castello con carico gen. c_c*nome file output *.dat ? =

verifica dati________________________________________________________________file di lavoro: */*.dat

Una volta letti i files contenenti i gruppi di pesi, il programma mostra i dati riassuntivi del castello deipesi che si sta creando:

• l’ascissa del baricentro complessivo dei pesi (ossia xG nave) dalla estrema poppa in [m]• il peso complessivo (ossia il dislocamento) in [t]• il numero totale di pesi compresi nei gruppi richiamati

e successivamente permette di creare un file di registrazione utile alla rappresentazione grafica deirisultati. Infatti il file contenente il castello dei pesi non è ottimizzato per la grafica ma per la trasmissionedei dati al programma di calcolo delle caratteristiche di sollecitazione verticali della trave–nave.

ascissa baricentro da EPp (m) = *peso totale (t) = *numero pesi da files = *

vuoi creare un file per grafica (s/n) ? =nome file output per grafica *.dat ? =

funzioni________________________________________________________________





LA CURVA DELLE SPINTE

Definizione della curva delle spinteLa curva delle spinte rappresenta la distribuzione lungo l’opera viva dello scafo delle forze sezionaliindotte dall’azione del mare.La valutazione di tale distribuzione discende direttamente dalla conoscenza della posizione di equilibriodella nave perciò, una volta noto il castello dei pesi −in termini di dislocamento e centro dei pesi−, sarànecessario determinare la posizione di equilibrio della nave per conoscere la curva di pienezza e quindi lacurva delle spinte.I calcoli relativi alla valutazione dell’equilibrio della nave vengono effettuati dal codice “statica.for” unavolta noti i valori riassuntivi del castello dei pesi forniti dal programma “pesi.for” e una volta definito ilpeso specifico corretto dell’acqua di mare da mettere a calcolo.Il programma deve ovviamente ricevere come input il rilevato della carena della nave. Detto rilevato deveessere registrato in un file secondo uno schema prefissato affinché sia leggibile dal programma (questaregistrazione può essere agevolmente effettuata con il codice “carena.for”, per il quale si rimanda ad unaltro quaderno di istruzioni d’uso).Nelle pagine che seguono verranno illustrati i procedimenti relativi alla valutazione della posizione diequilibrio della nave e alla valutazione della curva di pienezza. Si illustreranno inoltre anche le altrepotenzialità di calcolo del programma, il codice infatti è in grado di svolgere anche i calcoli di stabilità econsente di ottenere i tabulati relativi alle Carene Dritte e al Bonjean, oltre a quello della curva dipienezza.

Descrizione del programma “statica.for”Nelle pagine a seguire verranno illustrate le modalità di utilizzo del programma per le seguentioperazioni:

(1) valutazione del Bonjean(2) valutazione delle Carene Dritte(3) valutazione delle pantocarene isocline(4) calcoli di stabilità(5) ricerca della condizione di equilibrio e valutazione della curva di pienezza

ed in particolare per le opzioni (3), (4) e (5) si indicheranno le possibili alternative relative alla condizionedel mare: tali calcoli saranno infatti sviluppabili sulla nave sia in acqua tranquilla che sull’onda.Si rammenta infine che nei codici di calcolo i pesi vanno espressi in tonnellate [t], le distanze in metri [m]ed i pesi specifici in [t/m3]. Per quanto riguarda l’ascissa di riferimento della curva di pienezza, si faosservare che l’origine viene posta automaticamente dal programma sul primo trasversale di calcolo.All’inizio della sessione di lavoro compare il menù che elenca le possibili funzioni del codice, tra questel’opzione “(0)” permette di terminare la sessione.



Tutti i files, sia di input che di output, sono collocati in un database che viene richiesto alla primaoperazione effettuata (l’inserimento dei dati avviene sia per via diretta che con l’ausilio di filesd’appoggio) − avranno tutti estensione “dat”.La schermata iniziale si presenta nel modo seguente:

Programma di calcolo delle caratteristiche idrostatiche della nave(v. XII-2001)________________________________________________________________

introduzione dati e percorso________________________________________________________________nome directory di lavoro ? =

nella quale per prima cosa si richiede la directory nella quale si trova il database. Una volta inserito ilpercorso per raggiungere il database il programma chiede il nome del file contenente il rilevato della naveavente estensione “dat” e generalmente indicato con la sigla “ril” (digitare sempre il nome del file senzaestensione quando quest’ultima compare tra parentesi quadrate, come nel caso presente):

file offset (carena) ril[.dat] ? =

successivamente viene presentata la lista delle opzioni di calcolo:

tipo di calcolo1) Bonjean2) carene dritte3) pantocarene isocline4) stabilità di carene generiche5) ricerca di equilibrio e curva di pienezzaopzione (1/2/3/4/5) ? =

Volta per volta verranno poi richiesti i dati necessari al calcolo, così come illustrato nelle pagine aseguire. Si fa osservare che ad ogni sessione il programma crea un file di appoggio dal nome “temp.dat”.Per quanto riguarda i risultati, essi vengono registrati in files leggibili, per i quali si consiglia di adottare inomi via via proposti dal programma.I risultati relativi al calcolo del Bonjean (opzione “1”) sono riportati in forma vettoriale nel file di outputdal nome indicativo “bon.dat”, indicando per ogni trasversale “fr” le coppie “immersione, areaimmersa”. Ad esempio nel file dei risultati si legge:

file bonjean

.000 .000 fr= 1

.125 .000.. ..

19.700 127.207

.000 .000 fr= 2

.125 .000.. ..

19.700 139.813

...



e così avanti per tutti i trasversali di calcolo definiti nel rilevato.I risultati delle analisi relative alle successive opzioni di calcolo presentano un’intestazione comunecontenente le caratteristiche principali della nave. In particolare, dopo l’intestazione, compaiono iseguenti dati:

• dati identificativi del progetto• dati relativi alle caratteristiche principali della carena, fra queste si segnalano la lunghezza

indicata con “LIM”, corrispondente alla distanza del trasversale estremo di poppa dallaperpendicolare al mezzo, e la lunghezza indicata con “LOA”, corrispondente alla distanzadel trasversale estremo di poppa da quello estremo di prora

• dati relativi al rilevato, ovvero numero di trasversali di calcolo e di linee d’acqua di calcoloAd esempio nel file dei risultati si legge:

H Y D R O S T A T I C C A L C U L A T I O N S

CUSTOMER - star groupDESCRIPTION OF SHIP - panamax bulk carrier

LENGTH BETWEEN PERPENDICULARS LBP = 221.000 M.MOULDED BREADTH B = 32.240 M.MOULDED DEPTH D = 19.700 M.DRAUGHT FOR DESIGN CALCULATIONS T = 14.332 M.LENGTH BETWEEN INITIAL AND MIDSHIP SECTION LIM = 114.500 M.LONGITUDINAL LENGTH OF OFFSET LOA = 225.000 M.DEPTH OF OFFSET DOA = 19.700 M.

OFFSET PARTICULARS - 31 FRAMES X 45 WATERLINES -

A questa tabella riassuntiva segue il tabulato con le caratteristiche geometriche e meccaniche richieste.Generalmente tali files vengono indicati con la sigla “stat”. Le unità di misura sono quelleprecedentemente illustrate, a riguardo va solo notato che il dislocamento unitario va indicato in [t/cm] edil momento unitario di assetto viene espresso in [tm/cm]. Inoltre va osservato che le ascisse del centro dicarena e del centro della figura di galleggiamento sono riferite alla perpendicolare al mezzo.Per la descrizione dei tabulati delle carene dritte e di quelli relativi alle curve dei bracci di stabilità sirimanda alla nomenclatura generalmente usata per le grandezze interessate.In particolare, nel caso di analisi condotte selezionando l’opzione “5” i risultati sono inseriti nel file dalnome indicativo “eq” e consistono in tabulati che riportano innanzitutto uno specchietto con le condizionidi calcolo impostate. Ad esempio nel file dei risultati si legge:

SHIP star group panamax bulk carrier

CARENE INCLINATE IN MARE CALMO

IMMERSIONE MEDIA 8.893VOLUME DIRITTO 49685.378KG 9.740XG .616INITIAL TRIM .000

VOLUME EQUILIBRIO (NAVE ASSETTATA) 49685.491

in cui l’immersione media è quella isocarenica e il volume all’ultima riga è quello che risulta dopo leiterazioni di ricerca dell’equilibrio.



Tali indicazioni sono seguite dai risultati relativi alla condizione di equilibrio della nave, compresi i daticoncernenti la stabilità iniziale, in cui le sigle delle grandezze elencate corrispondono alle notazioni usualidella statica della nave.Ad esempio nel file dei risultati si legge di seguito:

INC TR T TRIM VOL XF TCF KF XB TCB KB.0 8.888 2.635 49685.425 -1.560 .000 8.907 .555 .000 4.663

BMT BML AW GZ9.844 409.771 6258.170 .000

ANG. INC. LON. .683 GRADI, ASS. POPP 10.205 (M), ASS. PROD. 7.571 (M)

GM= 4.767 M

I risultati del calcolo della curva di pienezza sono invece riportati in un file indicato generalmente con lasigla “cdp”. Innanzitutto compaiono i dati riassuntivi della curva di pienezza, rispettivamente l’ascissa delcentro di carena dalla perpendicolare al mezzo, il volume immerso, il peso specifico dell’acqua di mareutilizzato per il calcolo di equilibrio e il numero di trasversali sui quali è fornita la curva. Di seguito sonoriportati i vettori delle ascisse e delle ordinate della curva di pienezza.Ad esempio nel file dei risultati si legge:

aree immerse

.55549685.378

1.028310.000 0.4842.000 0.581

.. ..

225.000 0.000

In conclusione va detto che:• tale codice di calcolo permette di sviluppare un’analisi completa delle caratteristiche

geometriche e meccaniche della carena e di valutare la condizione di equilibrio della navenelle diverse situazioni di galleggiamento integro.

• i tabulati sono forniti in maniera da essere direttamente leggibili• il file contenente la curva di pienezza è leggibile dal programma di valutazione delle

caratteristiche di sollecitazione di trave–nave



Guida operativa del programma “statica.for”Seguono le tracce di inserimento dati per lo sviluppo delle cinque distinte opzioni di calcolo:

(1) Calcolo della curva di Bonjean(2) Calcolo delle carene dritte(3) Calcolo delle pantocarene isocline(4) Calcoli di stabilità per carene generiche(5) Ricerca della condizione di equilibrio



(1) CALCOLO DELLA CURVA DI BONJEAN

Programma di calcolo delle caratteristiche idrostatiche della nave(v. XII-2001)_______________________________________________________________

introduzione dati e percorso_______________________________________________________________nome directory di lavoro ? =


tipo di calcolo1) Bonjean2) carene dritte3) pantocarene isocline4) stabilità di carene generiche5) ricerca di equilibrio e curva di pienezza

opzione (1/2/3/4/5) ? = 1

file di output contenente il Bonjean bon[.dat] ? =

__________________________________________________________________calcoli eseguiti

Alla fine compare la scritta che conferma il buon esito del calcolo richiesto.



(2) CALCOLO DELLE CARENE DRITTE





opzione (1/2/3/4/5) ? = 2

1) risultati sulle wl_s di input2) risultati passo-passoopzione “a” (1/2) ? =

Selezionando l’opzione “1” i tabulati delle carene dritte verranno stampati sulle linee d’acqua di calcolo,mentre selezionando l’opzione “2” verranno richieste le linee d’acqua sulle quali fornire i risultati:

opzione “a” = 2

linea d'acqua iniziale (m) ? =linea d'acqua finale (m) ? =passo minimo = *** mmpasso tra linee d'acqua (mm) ? =

il programma poi riprende la configurazione generica richiedendo:

peso specifico corretto acqua di mare (t/m^3) ? =

file di output contenente i dati di statica stat[.dat] ? =





(3) CALCOLO DELLE PANTOCARENE ISOCLINE





opzione (1/2/3/4/5) ? = 3

I calcoli delle pantocarene isocline possono essere impostati per una serie di inclinazioni trasversali e perdiverse immersioni o per diversi valori del dislocamento della nave, non più di 10 condizioni per volta. Idati verranno poi richiesti in maniera congruente con l’opzione “a” prescelta.

numero incl. trasversali (=<10) ? =

numero cond. immersione/volume (=<10) ? =

0) immersione di equilibrio1) volume di equilibrioopzione ‘a’ (0/1) ? =

Le valutazioni possono essere effettuate per tre particolari condizioni della nave:• in acqua tranquilla• sull’onda “congelata” con la cresta al centro• sull’onda “congelata” con il cavo al centro• sull’onda “congelata” in posziione generica econ onda di lunghezza da definire

per le condizioni di mare ondoso sarà poi possibile scegliere fra la forma d’onda sinusoidale e quellatrocoidale, anche l’effetto Smith può essere considerato.

0) acqua tranquilla+1) nave sulla cresta-1) nave sul cavo 2) nave su condizione da definireopzione ‘b’ (0/+1/-1/2) ? =

Seguono ora le configurazioni per la definizione del calcolo nelle diverse possibili condizioni digalleggiamento.

opzione “b” = 0

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:inclinazione trasversale(i) (gradi) ? =valore di KG(i) (m) ? =

opzione “a” = 1 valore dell'immersione(i) (m) ? =

opzione “a” = 2 valore del volume(i) (m^3) ? =



opzione “b” = 1

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:ampiezza onda (=h/2) (m) ? =inclinazione trasversale(i) (gradi) ? =valore di KG(i) (m) ? =



forma d’onda0) sinusoidale1) trocoidaleopzione ‘c’ (0/1) ? =

opzione “c” = 1 file contenente il profilo dell’onda : : : : */ondat.dat

correzione per effetto smith (s/n) ? =

opzione “b” = 2

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:distanza del primo zero ascendente dalla PpAd (m) ? =lunghezza onda (m) ? =ampiezza onda (=h/2) (m) ? =inclinazione trasversale(i) (gradi) ? =valore di KG(i) (m) ? =













(4) CALCOLI DI STABILITÀ PER CARENE GENERICHE





opzione (1/2/3/4/5) ? = 4

I calcoli di stabilità possono essere impostati per una serie di inclinazioni trasversali e per diverseimmersioni isocareniche, non più di 10 condizioni per volta.

numero incl. trasversali (=<10) ? =

numero cond. immersione (=<10) ? =



0) acqua tranquilla+1) nave sulla cresta-1) nave sul cavo 2) nave su condizione da definireopzione ‘a’ (0/+1/-1/2) ? =


opzione “a” = 0

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:inclinazione trasversale(i) (gradi) ? =valore di KG(i) (m) ? =valore dell'immersione(i) (m) ? =valore dell'assetto(i) (m) ? =

opzione “a” = 1

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:ampiezza onda (=h/2) (m) ? =inclinazione trasversale(i) (gradi) ? =



valore di KG(i) (m) ? =valore dell'immersione(i) (m) ? =valore dell'assetto(i) (m) ? =

forma d’onda0) sinusoidale1) trocoidaleopzione ‘b’ (0/1) ? =

opzione “b” = 1 file contenente il profilo dell’onda : : : : */ondat.dat


opzione “a” = 2

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:distanza del primo zero ascendente dalla PpAd (m) ? =lunghezza onda (m) ? =ampiezza onda (=h/2) (m) ? =inclinazione trasversale(i) (gradi) ? =valore di KG(i) (m) ? =valore dell'immersione(i) (m) ? =valore dell'assetto(i) (m) ? =

forma d’onda0) sinusoidale1) trocoidaleopzione ‘b’ (0/1) ? =

opzione “b” = 1 file contenente il profilo dell’onda : : : : */ondat.dat









(5) RICERCA DELLA CONDIZIONE DI EQUILIBRIO

Nel caso in esame il programma effettua la ricerca della condizione di equlibru=io della nave, fornendopoi i dati relativi al galleggiamento, alla stabilità ed alla curva di pienezza.

programma staticaProgramma di calcolo delle caratteristiche idrostatiche della nave(v. XII-2001)_______________________________________________________________




opzione (1/2/3/4/5) ? = 5

I calcoli delle pantocarene isocline possono essere impostati per diverse immersioni o per diversi valoridel dislocamento della nave, non più di 10 condizioni per volta. I dati verranno poi richiesti in manieracongruente con l’opzione “a” prescelta.

numero cond. immersione/volume (=<10) ? =

0) immersione di equilibrio1) volume di equilibrioopzione ‘a’ (0/1) ? =



0) acqua tranquilla+1) nave sulla cresta-1) nave sul cavo 2) nave su condizione da definireopzione ‘b’ (0/+1/-1/2) ? =


opzione “b” = 0

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:valore di KG(i) (m) ? =valore di XG(i) (dalla PpM, + verso prora)(m) ? =





opzione “b” = 1

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:ampiezza onda (=h/2) (m) ? =valore di KG(i) (m) ? =valore di XG(i) (dalla PpM, + verso prora)(m) ? =






opzione “b” = 2

per ogni condizione di immersione o di dislocamento:distanza del primo zero ascendente dalla PpAd (m) ? =lunghezza onda (m) ? =ampiezza onda (=h/2) (m) ? =valore di KG(i) (m) ? =valore di XG(i) (dalla PpM, + verso prora)(m) ? =








file di output contenente i dati equilibrio eq[.dat] ? =file di output contenente la curva di pienezza cdp[.dat] ? =





IL CALCOLO DELLA ROBUSTEZZA LONGITUDINALE

Descrizione del programma “ctm.for”Il programma è in grado di sviluppare le integrazioni, per via numerica, delle curve che rappresentano icarichi verticali agenti sulla trave–nave. Esso permette perciò di effettuare il calcolo delle caratteristichedi sollecitazione totali per la nave in acqua tranquilla o sull’onda e fornisce inoltre la deformata verticaleindotta dal momento flettente.I carichi agenti sulla trave–nave sono quelli definiti nelle fasi precedenti:

• il castello dei pesi è quello valutato con il programma “pesi.for”,• la curva delle spinte è quella valutata con il programma “statica.for”.

In base alla condizione di equlibrio definita con il programma di statica della nave il calcolo dellecaratteristiche di sollecitazione può quindi essere effettuato su un’onda generica avente una qualsiasiposizione longitudinale rispetto alla nave.I calcoli sull’onda “congelata” possono essere effettuati sia in termini di sollecitazioni totali che disollecitazioni aggiuntive d’onda.Le convenzioni sui segni sono quelle comunemente utilizzate per la valutazione della robustezzalongitudinale della nave.I risultati, espressi nel sistema pratico già definito, sono inseriti in alcuni files ASCI: i files con estensione“dat” contengono i vettori delle caratteristiche di sollecitazione verticali e del carico, il file “tmf.out”contiene i dati riassuntivi relativi al calcolo appena sviluppato, e infine quello denominato “freccia.dat”riporta i dati relativi al processo di valutazione della linea elastica, nonché le frecce.Nelle pagine a seguire verranno illustrate le modalità di utilizzo del programma per le seguentioperazioni:

(1) calcolo delle caratteristiche di sollecitazione totali in acqua tranquilla o sull’onda ecalcolo della deformata della trave–nave,

(2) calcolo delle caratteristiche di sollecitazione aggiuntive d’onda.Si rammenta infine che nei codici di calcolo le forze vanno espresse in tonnellate [t], le forze sezionali intonnellate al metro [t/m] e le distanze in metri [m]. Queste sono misurate dal punto più estremo di poppa,che può essere differente fra il castello dei pesi e la curva di pienezza, per questo motivo il programmarichiede la distanza relativa fra le origini delle due ascisse di riferimento. In genere l’origine delle spintesi trova a proravia di quella del castello dei pesi, perciò i grafici del calcolo di robustezza longitudinaleverranno forniti con riferimento all’estrema poppa fissata per il castello dei pesi.Tutti i files, sia di input che di output, sono collocati in un database che viene richiesto alla primaoperazione effettuata (l’inserimento dei dati avviene per via diretta e tramite files).La schermata iniziale si presenta nel modo seguente:

Programma di calcolo della Robustezza Longitudinale(v. XII-2001)________________________________________________________________

introduzione dati e percorso________________________________________________________________nome directory di lavoro ? =



Successivamente viene richiesto il tipo di calcolo da impostare:

calcolo delle cds totali o aggiuntive d’onda (1/2) ? =

Una volta effettuato l’inserimento dei dati con le modalità più avanti illustrate, il programma genera il file“car.dat” per la registrazione dei vettori relativi al diagramma del carico, nel quale si leggono, dopol’intestazione, le coppie – ascissa e ordinata – di ciascun punto di calcolo dei carichi: il vettore dei carichiè registrato riportando in sequenza per ogni punto di calcolo di ascissa “x” i valori del carico a sinistra“ci” e del carico a destra “cf”. Si osservi che i carichi sono positivi verso il basso.Nel caso invece che si tratti di una valutazione delle caratteristiche di sollecitazioni aggiuntive d’onda,tale file riporta i vettori delle spinte in acqua tranquilla “s_sw”, delle spinte d’onda “s_w” e del caricoaggiuntivo “ds”. Si osservi che le spinte sono definite negative e che la differenza viene fatta sottraendodalla spinta sull’onda quella in acqua tranquilla.Ad esempio nel file “car.dat” relativo al calcolo di caratteristiche di sollecitazione totali si legge:

7682

x ci/cf

.000 29.

.000 29... ..

224.978 3.224.978 2.225.000 1.5225.000 0.

mentre in quello relativo al calcolo delle caratteristiche di sollecitazione aggiuntive d’onda si legge:

3841

x s_sw s_w ds

.000 0. -1. -1... .. .. ..

224.978 0. 0. 0.225.000 0. 0. 0.

In successione viene creato il file “tmf.dat” che contiene i vettori delle caratteristiche di sollecitazioneverticali, nel quale si leggono:

• nella prima riga il numero delle coppie di punti dei diagrammi• nel blocco a seguire i vettori del taglio “t” e del momento flettente verticale “v”, forniti

sulle ascisse comuni “x” (ascisse di calcolo)Ad esempio nel file dei risultati “tmf.dat” si legge:

3841

x t m

.000 0. 0... .. ..

224.978 0. 0.225.000 0. 0.



Il calcolo della linea elastica produce un file di dati dal nome “freccia.dat”, nel quale sono elencati iseguenti vettori per ogni ascissa “x” di calcolo: il momento d’inerzia “J” della sezione resistente calcolatorispetto all’asse trasversale baricentrico, le curvature “(-M/EJ)”, le rotazioni “rot” e gli spostamenti“spost” delle sezioni trasversali rispetto alla sezione posta all’origine delle ascisse, misuratirispettivamente in radianti e in metri, ed infine le frecce indicate con “freccia” e misurate sempre inmetri.Ad esempio nel file dei risultati “freccia.dat” si legge:

3841

x J (-M/EJ) rot spost freccia

.000 .0000 .0000 .0000 .0000 .0000.. .. .. .. .. ..

224.978 0.0079 -6.00e+08 -0.0115 -0.8006 0.0002225.000 0.0000 -6.00e+08 -0.0115 -0.8009 .0000

Per quanto riguarda poi i files contenenti i dati riassuntivi si hanno due formati, uno per il calcolo dellecaratteristiche di sollecitazione totali ed uno per quelle aggiuntive d’onda. In entrambi i casi si leggono iseguenti dati:

• nomi del database e dei files dai quali sono stati estratti i dati relativi ai carichi• i valori della spinta e del centro di spinta, sia di input che calcolati• i valori del dislocamento e del centro dei pesi, sia di input che calcolati

perciò nel caso di valutazione delle caratteristiche di sollecitazione totali si legge:

directory : D:\temp\file pesi : *file aree immerse : *

spinta da file S = *.* (t)centro di carena x_B = *.* (m da EPp castello dei pesi)

spinta di calcolo S = *.* (t)centro di carena x_B = *.* (m)

peso da file P = *.* (t)baricentro dei pesi x_G = *.* (m)

peso di calcolo P = *.* (t)baricentro dei pesi x_G = *.* (m)

e nel caso di valutazione delle caratteristiche di sollecitazione aggiuntive d’onda si legge:

directory : D:\temp\file aree immerse su onda : *file aree immerse : *

spinta da file in AT Ssw = *.* (t)centro di carena x_Bsw = *.* (m da EPp castello dei pesi)

spinta da file su onda Sw = *.* (t)centro di carena x_Bw = *.* (m)

spinta di calcolo in AT Ssw = *.* (t)centro di carena x_Bsw = *.* (m)

spinta di calcolo su onda Sw = *.* (t)centro di carena x_Bw = *.* (m)



Successivamente sono riportati i seguenti risultati riassuntivi per quanto riguarda il taglio verticale:• il valore del taglio libero eliminato; tale forza corrisponde alla differenza fra pesi e spinte

ed è causata dalle approssimazioni relative al tracciamento delle curve (le curve sono infattidelle spezzate tracciate su un numero elevato di punti) oppure dall’approssimazione dicalcolo dell’equilibrio alla traslazione verticale

• il valore del taglio residuo dopo la correzione, espresso come percentuale del valoreassoluto del taglio massimo

• il valore del taglio minimo e relativa ascissa• il valore del taglio massimo e relativa ascissa

taglio libero eliminato = *.* (t)errore percentuale residuo = *.*

taglio massimo T_M = *.* (t)ascissa taglio massimo = *.* (m)

taglio minimo T_m = *.* (t)ascissa taglio minimo = *.* (m)

Infine compaiono i seguenti risultati riassuntivi per quanto riguarda il momento flettente verticale:• il valore del momento libero eliminato; tale momento è causato dalla differenza fra

baricentri dei pesi e delle spinte, differenza originata dalle approssimazioni relative altracciamento delle curve (le curve sono infatti delle spezzate tracciate su un numero elevatodi punti) oppure dall’approssimazione di calcolo dell’equilibrio alla rotazione sul pianodiametrale verticale

• il valore del momento residuo dopo la correzione, espresso come percentuale del valoreassoluto del momento massimo

• il valore del momento minimo e relativa ascissa• il valore del momento massimo e relativa ascissa

momento libero eliminato = *.* (tm)errore percentuale residuo = *.*

momento massimo (hog) M_h = *.* (tm)ascissa momento massimo = *.* (m)

momento minimo (sag) M_s = *.* (tm)ascissa momento minimo = *.* (m)

e nel caso di calcolo della freccia massima:

freccia inarcamento max f_h = *.* (m)all’ascissa = *.* (m)

freccia insellamento max f_s = *.* (m)all’ascissa = *.* (m)

In conclusione va detto che tale codice di calcolo:• permette di valutare la robustezza longitudinale a partire dal castello dei pesi e dalla curva

di pienezza definiti nelle fasi di calcolo precedenti.• permette di definire le caratteristiche di sollecitazione verticali e la deformata verticale.• è in grado di effettuare la valutazione della robustezza longitudinale sia in termini di carichi

totali che in termini di carichi aggiuntivi d’onda.



Guida operativa del programma “ctm.for”Seguono le tracce di inserimento dati per lo sviluppo delle due distinte opzioni di calcolo della robustezzalongitudinale della trave–nave:

(1) calcolo delle caratteristiche di sollecitazione totali e della relativa deformata,(2) calcolo delle caratteristiche di sollecitazione aggiuntive d’onda.



(1) CALCOLO DELLA ROBUSTEZZA LONGITUDINALE – carichi totali

Programma di calcolo della robustezza longitudinale(v. XII-2001)_______________________________________________________________


calcolo delle cds totali o aggiuntive d’onda (1/2) ? = 1

Di seguito devono essere introdotti i dati per l’analisi prescelta: per l’opzione”1” sono richiesti un filecontenente il castello dei pesi ed uno contenente le aree trasversali immerse. In questo modo si possonoeffettuare valutazioni di robustezza longitudinale sia in acqua tranquilla che sull’onda, sia su ondatrocoidale che sinusoidale e con qualsiasi posizione relativa fra nave ed onda. Si tratta comunque sempredi valutazioni di caratteristiche di sollecitazione totali.

nome file castello dei pesi *[.dat] ? =nome file aree immerse CDP[.dat] ? =

distanza x0(spinte) da x0(pesi) (+ se a proravia) ? =lunghezza tra le perpendicolari (m) ? =distanza tra EPp di calcolo delle spinte e PpAV (m) ? =

procedere al calcolo della deformata (si=1,no=2) ? =

Se si intende tracciare la curva della linea elastica della trave–nave e valutare la freccia massima, si devescegliere l’opzione “1”. In tal caso vengono richiesti i seguenti dati:

momento d'inerzia della sezione maestra J(AN) (m4) ? =modulo di elasticità normale E (MPa) ? =ascisse del corpo cilindrico rispetto x0(pesi): ascissa estrema poppiera ? = ascissa estrema prodiera ? =

Si osservi che il diagramma delle curvature va definito in maniera semplificata, in accordo con leindicazioni dei Registri di classificazione. Il programma poi riprende la configurazione genericamostrando i nomi dei files di input e richiedendo se si intende procedere con i calcoli:

verifica datinome file pesi : *nome file spinte : *

procedere con il calcolo (si=1,no=2) ? = 1

In seguito a risposta affermativa vengono mostrati a video alcuni dati riassuntivi. Se è stato effettuato ilcalcolo della linea elatica vengono mostrati anche i valori estremi delle frecce.

analisi dei risultati________________________________________________________________

spinta di calcolo S = *.* (t)centro di carena x_B = *.* (m da EPp)

peso di calcolo P = *.* (t)baricentro dei pesi x_G = *.* (m)




taglio minimo T_m = *.* (t)ascissa taglio massimo = *.* (m)

momento massimo (hog) M_h = *.* (t)ascissa momento massimo = *.* (m)

momento minimo (sag) M_s = *.* (t)ascissa momento minimo = *.* (m)

freccia inarcamento max f = *.* (m)ascissa freccia x_f = *.* (m)

freccia insellamento max f = *.* (m)ascissa freccia x_f = *.* (m)

Successivamente viene richiesto se si vuole visionare il tabulato dei diagrammi delle caratteristiche disollecitazione: se la risposta è affermativa viene riportato l’intero tabulato che può essere interrottodigitando “fine”.

scrittura a schermo (si=1,no=2) ? = 1111

valori calcolati*** ord. *** ** taglio *** ** momento ** ... ... ...

Alla fine compare la scritta che conferma il buon esito del calcolo richiesto e vengono indicati i nomi deifiles in cui sono stati registrati i risultati delle operazioni (l’ultimo della lista solo nel caso sia statoeffettuato il calcolo della linea elastica).

registrazione effettuatanel file car.datnel file tmf.datnel file tmf.outnel file freccia.dat



(2) CALCOLO DELLA ROBUSTEZZA LONGITUDINALE – carichi aggiuntivi d’onda

Programma di calcolo della robustezza longitudinale(v. XII-2001)_______________________________________________________________


calcolo delle cds totali o aggiuntive d’onda (1/2) ? = 2

**** le spinte in acqua tranquilla e sull'onda**** devono riferirsi agli stessi trasversali

Di seguito devono essere introdotti i dati per l’analisi prescelta: per l’opzione”2” sono richiesti due filescontenenti le aree immerse, uno relativo al galleggiamento in acqua tranquilla ed uno relativo algalleggiamento sull’onda. In questo modo si possono effettuare valutazioni di robustezza longitudinale siasu onda trocoidale che sinusoidale, con qualsiasi posizione longitudinale relativa fra nave ed onda. Sitratta comunque sempre di valutazioni di caratteristiche di sollecitazione aggiuntive d’onda.

nome file aree immerse su onda CDP[.dat] ? =nome file aree immerse in acqua tranquilla CDP[.dat] ? =

lunghezza tra le perpendicolari (m) ? =distanza tra EPp di calcolo delle spinte e PpAV (m) ? =

Il programma poi mostra i nomi dei files di input e richiede se si intende procedere con i calcoli:

verifica datinome file spinte su onda : *nome file spinte in acqua tranquilla: *

procedere con il calcolo (si=1,no=2) ? = 1

In seguito a risposta affermativa vengono mostrati a video alcuni dati riassuntivi.

analisi dei risultati________________________________________________________________

spinta di calcolo in AT Ssw = *.* (t)centro di carena x_Bsw = *.* (m da EPp)

spinta di calcolo su onda Sw = *.* (t)centro di carena x_Bw = *.* (m)


taglio minimo T_m = *.* (t)ascissa taglio massimo = *.* (m)

momento massimo (hog) M_h = *.* (t)ascissa momento massimo = *.* (m)

momento minimo (sag) M_s = *.* (t)ascissa momento minimo = *.* (m)

Successivamente viene richiesto se si vuole visionare il tabulato dei diagrammi delle caratteristiche disollecitazione: se la risposta è affermativa viene riportato l’intero tabulato che può essere interrottodigitando “fine”.

scrittura a schermo (si=1,no=2) ? = 1111



valori calcolati*** ord. *** ** taglio *** ** momento ** ... ... ...

Alla fine compare la scritta che conferma il buon esito del calcolo richiesto e vengono indicati i nomi deifiles in cui sono stati registrati i risultati delle operazioni.

registrazione effettuatanel file car.datnel file tmf.datnel file tmf.out

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CORSO DI COSTRUZIONI NAVALI - unina.stidue.netunina.stidue.net/Universita' di Trieste/Ingegneria Industriale e... · • peso apparato motore (impianti per la propulsione). Le diverse