revisione dei metodi di previsione dei moti di rollio

Abstract

Il moto di rollio delle navi rimane uno degli aspetti più complessi da prevedere nell'ambito dell'idrodinamica navale, principalmente a causa della complessità delle forze di smorzamento del rollio e del loro comportamento non lineare. Questa tesi indaga su diversi metodi per prevedere lo smorzamento del rollio e valutare gli Operatori di Ampiezza di Risposta (RAO) per geometrie navali in diverse configurazioni. Lo studio si concentra sull'analisi comparativa di due approcci: il metodo empirico di Ikeda e l'analisi sperimentale del decadimento del rollio, con un ruolo chiave svolto dalle simulazioni di Fluidodinamica Computazionale (CFD) per la validazione.

I risultati rivelano che i metodi empirici, pur essendo efficienti dal punto di vista computazionale, mancano di coerenza rispetto ai dati sperimentali, con discrepanze fortemente influenzate dalle configurazioni degli appendici. I metodi sperimentali, sebbene forniscano approfondimenti specifici, mostrano incoerenze interne che variano tra le diverse imbarcazioni, rendendo le previsioni meno affidabili senza una validazione aggiuntiva. Tuttavia, confrontando le simulazioni CFD con i risultati sperimentali, gli errori sono generalmente limitati entro 2,5 gradi, indicando un'accuratezza accettabile in condizioni controllate.

Questa ricerca evidenzia le sfide e i limiti dei metodi empirici ed esperimentali, in particolare per configurazioni a scafo nudo e per navi dotate di appendici. I risultati sottolineano l'importanza di combinare dati sperimentali con simulazioni CFD per previsioni affidabili dei RAO. I lavori futuri potrebbero esplorare l'influenza delle dimensioni dei paramare e di altre configurazioni di appendici sulle forze di smorzamento del rollio, con l'obiettivo di perfezionare le metodologie predittive sia per il design che per le applicazioni operative.

The roll motion of ships remains one of the most challenging aspects of naval hydrody- namics to predict, particularly due to the complexity of roll damping forces and their nonlinear behavior. This thesis investigates various methods for predicting roll damp- ing and evaluating Response Amplitude Operators (RAOs) for ship geometries under different configurations. The study focuses on the comparative analysis of two ap- proaches: the empirical Ikeda Method and the experimental Roll Decay Analysis, with Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations playing a key role in validation. The results reveal that empirical methods, while computationally efficient, lack con- sistency when compared to experimental data, with discrepancies strongly influenced by appendage configurations. Experimental methods, though providing specific in- sights, exhibit internal inconsistencies that vary between vessels, making predictions less reliable without additional validation. However, when comparing CFD simulations to experimental results, errors were generally limited to within 2.5 degrees, indicating acceptable accuracy under controlled conditions. This research highlights the challenges and limitations of both empirical and exper- imental methods, particularly for bare hull configurations and vessels equipped with appendages. The findings emphasize the importance of combining experimental data with CFD simulations for reliable RAO predictions. Future work could explore the influence of bilge keel dimensions and other appendage configurations on roll damp- ing forces, aiming to refine predictive methodologies for both design and operational applications.