Analiza podatności statku na zjawisko rezonansu parametrycznego kołysań bocznych

Zjawisko kołysań parametrycznych opisane zostałojuż w połowie XX wieku, przy czym początkowo uznawane było,jako zagrożenie bezpieczeństwa statków małych. Podejście do zagadnienia uległo zmianie, gdy w 1998 roku w wyniku kołysań parametrycznych kontenerowca klasy post-Panamax, doszło do utraty 400 kontenerów a kolejnych 400 uległo zniszczeniu. Artykuł przedstawia opis zjawiska rezonansu parametrycznego kołysań bocznych oraz modeli matematycznych stosowanych do jego analizy ze szczególnym uwzględnieniem równania Mathieu, którejest podstawowym narzędziem wykorzystywanym do wyznaczania warunków wystąpienia kołysań parametrycznych. Głównym elementem artykułu są wyniki symulacji numerycznych wykonanych przy wykorzystaniu równania Mathieu obrazujące wzrost kołysań parametrycznych w funkcji czasu w tzw. obszarach niestabilności jak i możliwość wystąpienia kołysań parametrycznych w obszarach stabilnych. W oparciu o literaturę oraz wyniki obliczeń własnych określone zostały rozszerzone warunki wystąpienia i rozwoju kołysań parametrycznych statku. Przedstawiono również stan bieżący, proponowanych przez IMO, kryteriów oceny podatności statku na wystąpienie rezonansu parametrycznego kołysań bocznych.

---

The parametric roll resonance is a phenomenon, which has already been described in the mid-twentieth century. However initially it was only considered as a threat to the stability of small ships. The approach to the issue changed after the year 1998, when on board of a post-Panamax containership, 400 containers were lost and additional 400 were devastated due to parametric roll. The paper presents a description of the phenomenon and the mathematical models used in its analysis with particular emphasis put on the Mathieu equation. Nowadays the Mathieu equation is a key instrument used in the process of determining the conditions of the parametric roll resonance onset, since it allows to define the criteria of the ships vulnerability for the parametric rolling. The main goal of the paper is presentation of the results of the numerical simulations performed by employing the Mathieu equation and showing the parametric roll increase in time for a ship in a resonance area. It is also shown that parametric rolling can occur outside the resonance area. The extended conditions for the parametric rolling onset and increasing are defined based on literature and own calculations. The paper also presents the current state of the vulnerability criteria for the parametric rolling failure mode proposed by the IMO.