Abstract:
Based on incidents associated with wave conditions involving inter-island vessels in the Galápagos Islands, the present study develops a numerical model to analyze their dynamic behavior under beam seas. To assess the possibility of capsizing, the instant at which the water level reaches the upper edge of the deck is considered. The numerical simulations are performed through time integration of the system of equations describing the coupled motions of roll, heave, and pitch, using a fourth-order Runge–Kutta method. Three 12 m-long craft with different deadrise angles are considered, along with three loading conditions to represent variations in the number of passengers on board. In addition, regular wave conditions and sliding waves are analyzed, the latter being represented through a Fourier series. The results demonstrate a correct implementation of motion coupling in the numerical model, with asymmetric responses exhibiting secondary peaks between the maximum and minimum values of roll, heave, and pitch. Furthermore, hull geometry and loading condition are shown to significantly influence instantaneous freeboard values, leading to conditions under which the risk of water shipping on deck increases.
Keywords: inter-island vessels, numerical simulation, coupled motions, time-domain integration, capsizing.
Description:
En función de los incidentes asociados a condiciones de oleaje que han involucrado a embarcaciones interislas en las Islas Galápagos, el presente proyecto desarrolla un modelo numérico para analizar su comportamiento dinámico frente a olas transversales. Para evaluar la posibilidad de zozobra se ha considerado el instante en que el nivel de agua alcanza el borde superior de cubierta. Las simulaciones numéricas se desarrollan mediante la integración en el tiempo del sistema de ecuaciones que describe los movimientos acoplados de ladeo, levantamiento y balance, aplicando el método de Runge – Kutta de cuarto orden. Se consideraron tres lanchas de 12 m de eslora con diferentes ángulos de astilla muerta, así como tres condiciones de carga para representar la variación del número de pasajeros a bordo. Además, se analizan condiciones de oleaje regular y oleaje deslizante mediante una serie de Fourier para su representación significativa. Los resultados evidencian una correcta implementación del acoplamiento en el modelo numérico, con respuestas asimétricas que presentan picos secundarios entre los valores máximos y mínimos de ladeo, levantamiento y balance. Asimismo, se observa que la geometría y la condición de carga influyen de manera significativa en los valores de francobordo instantáneo, alcanzando condiciones bajo las cuales se incrementa el riesgo de embarque de agua en cubierta.
