PIAS Handleiding  2024
Programma voor de Integrale Aanpak van het Scheepsontwerp
Windmomenten
Het effect van de wind op de stabiliteit komt op meerdere plaatsen tot uiting, en ook de invoer is verspreid over meerdere modules. Dat is geen eigenaardigheid van PIAS, dat is nou eenmaal de aard van het windmomentenbeestje. Om toch een goed beeld te geven van de samenhang wordt die in dit hoofdstuk besproken.

Invoergegevens voor de windmomentenberekeningen

Een deel van de variëteit bij de windmomentenberekeningen wordt veroorzaakt doordat er meervoudige invoergegevens kunnen zijn, bijvoorbeeld meerdere windvangende contouren — zoals bij verschillende beladingen — en meerdere winddrukken, bijvoorbeeld omdat bij de stabiliteitscriteria voor intacte stabiliteit een andere druk wordt gehanteerd dan bij de lekstabiliteitscriteria. De precieze aard van de invoergegevens, en hun plaats, staat in onderstaande tabel:

Windcontour

Het windcontour behoort in principe tot de scheepsinvoergegevens, en wordt zodoende opgegeven in Hulldef, zie Windcontour. Er kunnen ook meerdere windcontouren worden opgegeven, bijvoorbeeld voor meerdere soorten belading op dek.

Windcontour met containers

Voor standaardgevallen, zoals voor een stabiliteitsboek, kunnen meerdere windcontouren worden gedefinieerd voor verschillende gehele lagen van containers. Een bezwaar is dan wel dat als een laag niet geheel gevuld is met containers, toch de windvang van die hele laag in rekening gebracht wordt, terwijl de werkelijke windvang vanzelfsprekend kleiner is. Als er gebruik wordt gemaakt van een speciale beladingsmodule van Loading, zoals de containermodule (zie Beladingshulpmiddelen), wordt voor iedere beladingstoestand precies het werkelijke windcontour geconstrueerd door het scheepscontour (zonder lading, zoals opgegeven in Hulldef, zie hierboven) en de geladen container over elkaar heen te leggen en daar de gemeenschappelijke windvang van te nemen.

Windgegevens

Deze worden ook opgegeven in Hulldef, zie Windgegevens, en betreft met name de winddrukken. Er kunnen meerdere verzamelingen van deze gegevens worden vastgelegd, zodat er dus allerhande combinaties tussen windcontour en winddrukken mogelijk zijn bij de diverse stabiliteitsberekeningen

Specifieke winddruk bij een stabiliteitseis

Hoewel met het windcontour en de windgegevens in principe voldoende gegevens beschikbaar zijn om alle verdere berekeningen uit te voeren, kan bij de stabiliteitseisen nog wat bijzondere invoer plaatsvinden. Eén daarvan is de specifieke winddruk, zoals besproken in Windarm. Dat lijkt eigenlijk een beetje dubbelop, omdat men bij de winddata van Hulldef elke winddruk op kan geven die men wil, dus waarom hier dan ook nog eens? De reden is dat er bij een stabiliteitsvoorschrift soms, bijvoorbeeld bij een lekstabiliteitscriterium, een andere winddruk gehanteerd wordt dan de `standaard' winddruk die geldt voor intakte stabiliteit. Daar moet men zich dan heel goed bewust van zijn — een vergissing is zo gemaakt — en dat geldt nog sterker bij het aanmaken van standaardcriteria, want met deze specifieke winddruk kan die gelijk goed gezet worden. Kortom, deze alternatieve, specifieke winddruk is dus wel dubbelop, maar is geïntroduceerd om de kans op vergissingen te verkleinen en het gebruikersgemak te verhogen.

Vermenigvuldigingsfactor op de windarm

Zoals ook in Windarm besproken kan er ook nog een vermenigvuldigingsfactor voor de ingestelde windarm worden opgegeven. Ook dat lijkt een beetje dubbelop, want waarom dan niet bij de wind data in eerste instantie al een winddruk opgegeven die met deze factor vermenigvuldigd is? Ook hierbij geldt dat dat best zou kunnen — het zou het programma intern zelfs makkelijker maken — maar soms is er nou eenmaal een standaard stabiliteitscriterium waarbij zo'n factor toegepast wordt, en het is het meest overzichtelijk om dat dan in z'n meest elementaire vorm te tonen en op te geven. En door duidelijk te zijn neemt de kans op vergissingen af.

Door de gebruiker ingevoerde windarmen

Het is verreweg het handigst om de windarmen door PIAS te laten berekenen. Maar een heel enkele keer zijn er echter hellende windarmen beschikbaar uit andere bron, bijvoorbeeld uit CFD berekeningen of modelproeven. In dat geval kan men zelf deze windarmen opgegeven, dat gaat in Hulldef, bij de laatste optie van de windgegevens, zie Windgegevens.

Waar hebben de windmomenten hun effecten?

  • Tabellen van windarmen kunnen worden afgedrukt met Hydrotables, zie daarvoor Windmomenttabellen.
  • Bij de berekening van intakte stabiliteit van een beladingstoestand. Het windcontour dat daarbij gebruikt wordt (zowel voor de berekeningen als eventueel voor de plaatjes) hoort intrinsiek bij die beladingstoestand, en kan men (dus) opgeven in de bovenbalk van het gewichtspostenvenster van de beladingstoestand, met de optie [Settings], zie Instellingen per beladingstoestand. De winddruk die daarbij gebruikt wordt hoort intrinsiek bij de stabiliteitseis, en kan men (dus) opgeven bij de stabiliteitscriteria, zie Windarm.
  • Tabellen en grafieken van maximaal toelaatbare KG in intacte conditie kunnen worden berekend voor meerdere windcontouren, zie daarvoor Maximum KG' intact tabellen. Als men N windcontouren selecteert dan worden er ook N tabellen of grafieken gemaakt, zodat men bij het latere gebruik die tabel of grafiek kan pakken die van toepassing is op de danmalige situatie.
  • Tabellen en grafieken van maximaal toelaatbare KG in lekke conditie werken wat betreft de wind volkomen eender als intact.

Aanbevolen werkvolgorde

Er is geen verplichte werk- of definitievolgorde met de windgerelateerde zaken, alles wat is ingevoerd of gekozen kan later weer veranderd worden. Maar bij een project waarbij nog niks vastgelegd is, is de helderste definitievolgorde:

  1. Maak één of meer windcontouren in Hulldef.
  2. Definieer de winddruk(-ken) in Hulldef.
  3. Desgewenst kan men door Hydrotables al een windmomententabel laten berekenen. Daar is echter geen noodzaak toe, deze wordt toch niet opgeslagen of verder gebruikt.
  4. Definieer stabiliteitscriteria.
  5. Voer de diverse berekeningen uit.