Väitös meritekniikan alalta, DI Mikko Suominen

Miten varmistaa laivojen jääkuormamittausten luotettavuus?

Diplomi-insinööri Mikko Suominen väittelee 27.4.2018 klo 12 Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa, konetekniikan laitoksella, aiheesta Epävarmuus ja hajonta laivan rungolta mitatuissa jääkuormissa. Väitöskirjan nimi on englanniksi Uncertainty and variation in measured ice-induced loads on a ship hull. Väitöksen ala on meritekniikka.   

Turvallisten merenkulun rakenteiden suunnittelemiseksi tarvitaan tietoa rakenteen kuorman kantokyvystä ja rakenteeseen kohdistuvista kuormista. Väitöstyö keskittyy laivan runkoon kohdistuviin jääkuormiin.

Jään murtumiseen vaikuttaa suuri joukko tekijöitä, mikä tekee jään murtoprosessista monimutkaisen ja vaikeasti määritettävän. Vaaditaan pitkäaikaisia mittauksia, jotta kuorman suuri vaihtelu voidaan luotettavasti arvioida. Näihin mittauksiin liittyvää mittausepävarmuutta ei kuitenkaan ole aikaisemmin käsitelty kattavasti.

Väitöstyössä keskitytään laivojen jääkuormien mittauksiin liittyvään epävarmuuteen ja hajontaan, kun mittaus perustuu aluksen kaarien leikkausvenymän mittaamiseen. Työssä esitellään analyyttinen malli, jolla pystytään arvioimaan kuormitetulta kaarelta muille kaarille siirtyvän kuorman suuruus. Tämän avulla pystytään arvioimaan mittauksiin liittyvää epävarmuutta, kun instrumentoitu rakenne tunnetaan. Esimerkkinä työssä arvioidaan mallia käyttäen aikaisempien mittausten epävarmuutta.

Työssä esitellään S.A. Agulhas II:lla Itämerellä talvella 2012 suoritetut jääkoeajot ja niiden aikana tehdyt jääkuorman mittaukset. Peräolkapään (keski- ja perälaivan välinen alue) mittaukset osoittivat lyhyiden kuormien olevan yleisempiä kuin pitkät kuormat, kuten aikaisemmatkin tutkimukset ovat osoittaneet. Suuruudeltaan lyhyet kuormat ovat kuitenkin pieniä, ja yhden kaaren kokemat kuormat kasvavat kuorman pituuden mukana. Mittaukset osoittivat, että yhden kaaren kokeman kuormituksen todennäköisyysjakauma on erilainen lyhyille ja pitkille kuormille. Näitä havaintoja ei ole aikaisemmin saatu esille täysmittakaavan mittauksissa. Väitöstyön tuloksia voidaan hyödyntää esimerkiksi määritettäessä tulevien laivan jääsääntöjen suunnittelujääkuormien suuruutta.

Vastaväittäjä: Professori Claude Daley, Memorial University, Kanada

Valvoja: Professori Pentti Kujala, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, konetekniikan laitos

Väitöskirjan verkko-osoite: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-7944-8

Väittelijän yhteystiedot: Mikko Suominen, mikko.suominen@aalto.fi, puh. 050 433 1338