40 vuotta mallikoetoimintaa. Otaniemessä

Transkriptio

1 40 vuotta mallikoetoimintaa Jerzy Matusiak professori Otaniemessä Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Sovelletun mekaniikan laitos, meritekniikka

2 Laivalaboratorio valmistuu v. 1970

3 Laivalaboratorion hinausallas Pituus 130 m (200) Syvyys 5.5 m Leveys 11 m Vaunun nopeus (max) 8 m/s Aallonmuodostaja

4 Laivalaboratorion monitoimiallas 40x40 m Aaltokone Matalan veden kokeet

5 Laivalaboratorion monitoimiallas 40x40 m Aaltokone Matalanveden kokeet V. 1987: X-Y silta ja vaunu allas jäämallikoealtaaksi

6 Ensimmäisiä kokeita hinausvaunussa (Juhani Sukselainen ja Harry Lindroos, vastuskoe)

7 Vuosikymmenet Vuonna 1975 syntyy VTT:n laivalaboratorio, joka ottaa vastuun kaupallisista mallikokeista Vuosikymmenet 1970 ja 1980 ovat olleet telakkateollisuuden kulta-aikaa Suuri osa Suomessa rakennettujen aluksien mallikokeista on suoritettu Otaniemen laivalaboratoriossa Monen tyyppisiä prototyyppialuksia

8 Laivojen ja kokeiden kirjava joukko

9 Laivojen ja kokeiden kirjava joukko

10 Laivojen ja kokeiden kirjava joukko

11 Laivojen ja kokeiden kirjava joukko

12 Offshore

13 Offshore

14 Offshore

15 Sukellusalukset

16 Sukellusalukset

17 Sukellusalukset

18 Mallikokeiden merkitys Aaltoyliopiston meritekniikalle paljastavat monimutkaisten ilmiöiden fysiikkaa tekevät mahdolliseksi kehittää ja tarkistaa matemaattisten mallien toimivuus antavat teoreettiselle tutkimukselle uskottavuutta opetuksen erinomainen työkalu

19 Mallikokeiden merkitys Aaltoyliopiston meritekniikalle ja teollisuudelle paljastavat monimutkaisten ilmiöiden fysiikkaa tekevät mahdolliseksi kehittää ja tarkistaa matemaattisten mallien toimivuus antavat teoreettiselle tutkimukselle uskottavuutta opetuksen erinomainen työkalu Tukevat edistyksellistä tuotekehitystä Täydentävät kaupallisten mallikoelaitosten tarjoamia palveluita

20 Meritekniikan väitöskirjat ja Otaniemen mallikokeet Honkanen M; On the wave induced motions of ships; 1976 Mikkola Tommi; Simulation of Unsteady Free Surface Flows -Code Verification and Discretisation Error; 2009 Riska, Kaj; On the mechanics of the ramming interaction between a ship and a massive ice floe; 1987 Ruponen Pekka; Progressive Flooding of a Damaged Passenger Ship; 2007 Schweighofer Juha; Investigation of Two-Dimensional Transom Waves Using Inviscid and Viscous Free-Surface Boundary Conditions at Model- and Full-Scale Ship Reynolds Numbers; 2003 Tabri Kristjan; Dynamics of Ship Collisions; 2010 Wang Shuqin; A Dynamic Model for Breaking Pattern of Level Ice by Conical Structures; 2001 Ainakin kaksi väitöskirjaa lisää on tulossa vuosina 2012 ja 2013

21 Kauppalaivaan kohdistuvat iskumaiset aaltokuormat; L. Kosomaa 1996 (Tekes, MARC) laskentamenetelmää on käytetty mm. MV Estonian kuormien arvioimisessa (H. Palkamaa 1996)

22 Laivat törmäävät mallimittakaavassa (K. Tabri-väitöskirja ja muut, Tekes, teollisuus) Mallikoe perustana ja validointiaineistona matemattiselle mallille (väitös)

23 Pekka Ruposen väitöskirja : Progressiivisen vuodon simulointi (Tekes, Napa Oy) Kehitetty laskentamenetelmä on validoitu mallikokeiden avulla Kokeet ovat ITTC:n benchmark-case Menetelmästä tuli osa Napaohjelmistoa

24 Risteilijäalukseen kohdistuvat springing aaltokuormat (STX-Europe; Tekes) Springing ilmiön ymmärtäminen teki mahdolliseksi paremman keulan suunnittelun (Oasis of the Seas) Matemaattinen malli on valmis, väitöskirja työn alla

25 RoPax keinuu kriittisessä vasta-aallokossa LaiDyn laskentamalli ehjän laivan dynaamisen vakavuuden ja vuotovakavuuden tarkistustyökaluksi Yhdistetään vuodon simulointiin

26 Otaniemen mallikokeiden roolin kehittyminen Mallikokeet opettavat tutkijoille ja opiskelijoille laivavirtauksista ja laivan dynamiikasta Laskentamallien tarkistus (validointi) Mitattavat suureet (paineet, virtausnopeudet, liikkeet) kokonaissuureiden sijaan Haluamme tietää laivan tai rakenteen käyttäytymisestä enemmän yksityiskohtia ja ymmärtää, miksi valittu ratkaisu on parempi Tutkitaan yhä enemmän laivoista poikkeavia rakenteita ja laitteita (aaltovoimaloita, vedenalaisia robotteja ym.)

27 Tutkimuksen ja tuotekehityksen suhde Tuotekehityksellä tähdätään parhaan ratkaisun löytämiseen Tutkimuksella otetaan selvä, miksi kehitetty tuote on hyvä ja mitkä ovat asiaan vaikuttavat tekijät sekä tuotetaan uutta perustietämystä uusien tuotteiden luomiseksi Tuotekehityksellä ja tutkimuksella ei ole ristiriitoja (tukevat toinen toistaan) Tutkimus säästää rahaa ja aikaa tuotekehityksestä

28 Kiitos Jerzy Matusiak