Celem pracy jest wyznaczenie obciążeń hydrodynamicznych dla zbiorników wypełnionych cieczą (hydrosprężystość wewnętrzna) oraz zbiorników zanurzonych w cieczy (hydrosprężystość zewnętrzna). Należy przeprowadzić analizę teoretyczną i eksperymentalną dla wypełnienia całkowitego oraz dla wypełnień częściowych cieczą. Z rozwiązań analitycznych i numerycznych należy otrzymać rozkład ciśnień hydrodynamicznych na ściankach zbiornika, uzyskać ugięcia tych ścianek oraz określić wpływ napełnienia zbiornika na odkształcenia, kształt powierzchni swobodnej i wielkość ciśnień. Otrzymane wartości należy porównać z wynikami badań eksperymentalnych. Dotyczy to zbiorników okrętowych lub oceanotechnicznych. Mogą to być zbiorniki długie lub krótkie, wypełnione całkowicie lub częściowo cieczą. Wymuszenie kinematyczne wywołuje drgania konstrukcji z cieczą, a to z kolei obciążenia hydrodynamiczne na ściankach konstrukcyjnych zbiorników. Wyznaczyć należy również obciążenia hydrodynamiczne na konstrukcje posadowione na dnie oraz konstrukcje półzanurzone, zanurzone lub pływające.
Należy również rozpatrzyć uderzenie zbiornika wypełnionego cieczą o przeszkodę stałą, np. uderzenie o podłoże sztywne nieodkształcalne.
Badania eksperymentalne dotyczyły badań modelu belki z przegrodami wypełnionymi cieczą wg specjalnego programu wypełnień poszczególnych komór oraz wysokości napełnienia. Zdejmowano dla wybranych punktów konstrukcji charakterystyki częstotliwościowe. Specjalne badania przeprowadzono na modelach zbiorników wypełnionych cieczą z wymiennymi sprężystymi ścianami szczytowymi. Badania dotyczyły wyznaczania ciśnień hydrodynamicznych oraz odkształceń sprężystych podczas gwałtownego hamowania zbiornika. Ma to miejsce w czasie kolizji statku, np. zbiornikowca, z inną jednostką pływającą, lub uderzenia o nabrzeże portowe.

Spis treści:

WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ
WSTĘP

1. SFORMUŁOWANIE ZAGADNIENIA
1.1.  Ogólne rozwiązania drgań układu
1.2.  Drgania wymuszone

2. DYNAMIKA ZBIORNIKA WYPEŁNIONEGO CIECZĄ
2.1.  Drgania swobodne belki wypełnionej całkowicie cieczą
2.2.  Drgania swobodne belki wypełnionej częściowo cieczą
2.3.  Rozwiązania numeryczne
2.4.  Wnioski z otrzymanych rozwiązań

3. DYNAMICZNE OBCIĄŻENIA ZEWNĘTRZNE KONSTRUKCJI OCEANICZNYCH
3.1.  Konstrukcja nieodkształcalna
3.1.1. Obciążenia od fali regularnej
3.1.1.1. Metoda opływu potencjalnego
3.1.2.  Siły działające na ścianki zbiorników częściowo wypełnionych cieczą
3.2.  Konstrukcje odkształcalne
3.2.1. Metoda SZME
3.2.1.1. Założenia
3.2.1.2. Model obliczeniowy konstrukcji
3.2.1.3. Model hydrodynamiczny
3.2.2. Metoda SPME
3.2.2.1. Model konstrukcji
3.2.2.2. Model hydrodynamiczny

4. OBCIĄŻENIA HYDRODYNAMICZNE KONSTRUKCJI POSADOWIONYCH NA DNIE W FALUJĄCEJ WODZIE
4.1. Działanie fal stacjonarnych na ściankę pionową
4.1.1. Fale o małej amplitudzie
4.1.2. Fale o skończonej amplitudzie
4.2 Działanie fal na pionową konstrukcję cylindryczną osadzoną na dnie morza
4.2.1. Konstrukcja częściowo wynurzona
4.2.1.1. Działanie fal o małej amplitudzie
4.2.1.2. Działanie fal o skończonej amplitudzie
4.2.2. Konstrukcja całkowicie zanurzona
4.2.3. Wartości współczynników oporu i współczynnika inercji
4.2.4. Działanie fal na pionową konstrukcję cylindryczną określoną metodą spektralną
4.3.  Siły działające na zbiorniki osiowo symetryczne umieszczone na dnie

5. BADANIA ZBIORNIKA WYPEŁNIONEGO CIECZĄ PODCZAS UDERZENIA
5.1. Analiza teoretyczna
5.1.1.    Wstęp
5.1.2.    Rozwój modelu cieczy
5.1.3.    Równanie stanu
5.1.4.    Dyskretyzacja równania przepływu
5.1.5.    Określenie elementu
5.1.6.    Macierz masy
5.1.7.    Wektor siły wewnętrznej elementu
5.1.8.    Sztuczna lepkość objętościowa
5.1.9.    Kontrola efektu 'klepsydry'
5.1.10.  Całkowanie równań
5.1.11.  Sprawdzenie problemu
5.2. Sprawdzenie eksperymentalne
5.2.1. Wstęp
5.2.2. Modele materiałów i ich właściwości
5.2.3. Sprawdzenie przypadku 1
5.2.4. Sprawdzenie przypadku 2
5.2.5. Wnioski

6. BADANIA MODELU ZBIORNIKA Z PRZEGRODAMI WYPEŁNIONEGO CIECZĄ PODCZAS DRGAŃ
6.1.  Wstęp
6.2.  Wybór rodzaju analizy
6.3.  Wybór parametrów pomiarowych
6.4.  Układ pomiarowy
6.5.  Przykład pomiaru z wykorzystaniem rejestratora 2307
6.6.  Przykład pomiaru za pomocą rejestratora kompensacyjnego
6.7.  Analiza z przestrajaniem częstotliwości w skali logarytmicznej
6.8.  Model zbiornika z przegrodami
6.9.  Pomiary na modelu zbiornika i wyniki pomiarów

7. BADANIA HYDRODYNAMIKI W OGRANICZONYM ZBIORNIKU Z ODKSZTAŁCALNĄ ŚCIANKĄ
7.1.  Wstęp
7.2.  Badania modelowe
7.2.1. Metodyka badań
7.2.2. Stanowisko badawcze
7.2.3. Opis badań
7.2.4. Wyniki pomiarów
7.3.  Identyfikacja modelu dynamicznego
7.3.1. Dynamika płyty czołowej w kontakcie z cieczą
7.3.2. Równania ruchu układu
7.3.3. Rozwiązanie równań ruchu układu
7.4.  Wybrane wyniki badań
7.5.  Wnioski z przeprowadzonych badań eksperymentalnych

8. PODSUMOWANIE I WNIOSKI KOŃCOWE

BIBLIOGRAFIA
STRESZCZENIE W JĘZYKU POLSKIM
STRESZCZENIE W JĘZYKU ANGIELSKIM

Z1. PROGRAMY DO OBLICZANIA OBCIĄŻEŃ HYDRODYNAMICZNYCH NA ŚCIANKACH ZBIORNIKÓW CAŁKOWICIE LUB CZĘŚCIOWO WYPEŁNIONYCH CIECZĄ PRZY DRGANIACH SWOBODNYCH
1.   Wstęp
2.   Program 'DSZWCCAL'
2.1.  Opis korzystania z programu
2.2.  Opis zbioru wyników
2.3.  Wykresy obliczonych wielkości
3.   Program 'DSZDWC'
3.1.  Opis korzystania z programu
3.2.  Opis zbioru wyników
3.3.  Wykresy obliczonych wielkości

Z2. PROGRAM OBLICZANIA SIŁ DZIAŁAJĄCYCH NA KONSTRUKCJE POSADOWIONE NA DNIE W FALUJĄCEJ WODZIE
1.   Wstęp
2.   Opis programu
3.  Przebieg obliczeń
4.  Wyniki obliczeń
5.   Przykłady wyników obliczeń sił działających na konstrukcje posadowione na dnie w falującej wodzie