"Design-for-safety" – safe sea transport

Ensuring navigation safety, including collision avoidance, is one of the main and most important issues related to fleet development and maritime transport. In order to increase the safety of navigation, scientists from Gdańsk University of Technology are working on a rational method of ship design, primarily taking into account stability and maneuverability.

Design-for-safety – the development of a rational method of ship design in order to increase the safety of navigation, with particular emphasis on stability and maneuverability – is a new project to be worked on, among others, by scientists from the Institute of Oceanotechnology and Shipbuilding at Gdańsk University of Technology. The project manager is Dr. Jakub Montewka.

Providing support or decision-making systems for changing, for example, the course or speed requires the development of very accurate algorithms taking into account the actual characteristics of the vessel. This is a long and gradual process. It can be divided into several stages, the preliminary elements of which will be the development of very accurate hydrodynamic characteristics of the vessel and their use in the ship's "research" system under specific shipping conditions.

Dr. Maciej Reichel

As scientists point out, crew actions in emergency situations must take into account a number of factors, such as maritime road law, actual hydro-meteorological conditions and ship capacity, including maneuverability and the ability to maintain balance or stability, which is one of the most important safety performance parameters.

New research group

The project includes the establishment of a new international research group consisting of employees of the Ship Design Department with the participation of Professor Jerzy Matusiak of the University of Aalto in Espoo, Finland. The group will consist of seven people and two sections corresponding to current scientific issues related to maritime safety.

Prof. Jerzy Matusiak is a recognized authority in the field of hydrodynamics and, above all, the author of a program modeling ship maneuverability in six degrees of freedom of LaiDyn, which will be the main numerical tool of the newly formed team. Prof. Matusiak will also oversee the development of the LaiDyn programme, in which members of the new team are to be involved.

Main objective

The Overriding Purpose The establishment of a new research group is the development of optimization procedures, which will primarily increase stability and maneuverability in maritime transport.

The main objective of the new study group was divided into five stages:

• The first phase will include training in the use of the program conducted by the author – Prof. Matusiak.
• The second stage is the response of the new team to possible shortcomings and simplifications in LaiDyn. The ever-expanding methods of describing hydrodynamics issues and the information gained so far about the programme allow for the preliminary definition of the sections of the LaiDyn programme that are worth developing and amending.
• Etap trzeci – eksperymentalny, oprze się na badaniach modeli swobodnych ze śledzeniem trajektorii ruchu przy pomocy dostępnego systemu Qualisys oraz przy użyciu nowo zakupionej platformy Gougha-Stewarta z modelami na uwięzi, ale z precyzyjnym pomiarem sił i momentów na kadłubie. Planuje się przeprowadzenie serii prób zarówno na wodzie spokojnej, jak i na fali, których wyniki będą stanowiły znakomity materiał walidacyjny dla rozwijanego programu LaiDyn.
• Czwarty etap prac skupi się na opracowaniu takich procedur projektowania statku, które wyraźnie zmniejszą ryzyko wystąpienia wypadków statecznościowych i manewrowych. Procedury te będą brały pod uwagę najnowsze metody szacowania ryzyka wystąpienia takich wypadków oraz uwzględniać będą obecne i przyszłe, a już planowane do wprowadzenia przepisy i rekomendacje dotyczące zarówno normowania stateczności statków nieuszkodzonych i w stanach awaryjnych oraz normowania właściwości manewrowych w szczególności na fali.
• Piąty etap będzie polegał na weryfikacji możliwości praktycznego wykorzystania rozwijanego programu. W związku z tym, że konieczna będzie szersza weryfikacja rozwiniętych modułów programu LaiDyn, planowane jest złożenie dwóch wniosków projektowych do krajowych instytucji finansujących naukę o fundusze przeznaczone właśnie na te cele.

Prace nad projektem będą trwały rok, ale z jego efektów naukowcy i studenci będą mogli korzystać przez wiele lat. To np. prognozowanie właściwości manewrowych przy pomocy platformy Gougha-Stewarta czy wykorzystanie programu LaiDyn. Ponadto planowane jest uruchomienie sekcji bezpieczeństwa transportu w ramach koła naukowego KORAB, w którym studenci zajmą się analizami bezpieczeństwa i związanymi z tym badaniami modelowymi.

Source: Gdańsk University of Technology