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MASTER THESIS
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Application of the Second Generation Intact Stability Criteria in Freeboard assessment

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Josipovic, Marko ULiège
Promotor(s) : Rigo, Philippe ULiège
Academic year : 2022-2023 • Permalink : http://hdl.handle.net/2268.2/18228
Details
Title : Application of the Second Generation Intact Stability Criteria in Freeboard assessment
Author : Josipovic, Marko ULiège
Advisor(s) : Rigo, Philippe ULiège
Language : English
Number of pages : 59
Keywords : [en] Second Generation Intact Stability Criteria
[en] roll motion
[en] Dead Ship Condition
[en] freeboard assessment
Discipline(s) : Engineering, computing & technology > Mechanical engineering
Research unit : DST Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transport systeme e. V. Duisburg, Germany
University of Rostock
Target public : Researchers
Student
Institution(s) : Université de Liège, Liège, Belgique
Degree: Master : ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée en "Advanced Ship Design"
Faculty: Master thesis of the Faculté des Sciences appliquées

Abstract

[en] The goal of the thesis is to evaluate the influence of freeboard on the dynamic stability
of ships in intact condition in seaway using a probabilistic approach. Currently, the
assessment of freeboard is governed by deterministic regulations of the International
Convention on Load Lines which are mostly based on the damage stability and shipping
of green water considerations. The investigation presented in this thesis is based on the
evaluation of the vulnerability of a sample container ship to stability failure in Dead Ship
Condition whereby the freeboard of the examined ship was systematically varied. For
the purpose of this assessment, Vulnerability Level 1 and 2 are considered as given in
Second Generation Intact Stability Criteria (SGISC), the state-of-the-art intact stability
criteria put forward by the International Maritime Organization. An original computer
code for assessment of stability in Dead Ship Condition was developed and the analysis is
performed on a small container vessel (feeder) considering two container arrangements
and the presence/absence of bilge keels. The thesis also presents the full procedure for the
calculation of the long-term index of probability of stability failure in Dead Ship Condition.
The thesis outcomes indicate that the increase of freeboard within the realistic
boundaries may reduce the probability of stability failure by up to two orders of magnitude.
The research shows that the probabilistic calculations done at Vulnerability Level 2 give a
range of acceptable metacentric heights, limited by lower and upper boundaries, as well as
an "optimal" metacentric height corresponding to the lowest probability index of stability
failure. Such results cannot be achieved at Level 1 which results in the minimum value of
metacentric height only. The calculations also confirm the existence of inconsistencies in
stability assessment in Dead Ship Condition according to the SGISC framework. Finally,
some recommendations for defining precise approaches in specific stages of the methodology
for Level 2 are suggested, which could reduce the possibility of calculation errors.

[de] Das Ziel der Abschlussarbeit ist die Bewertung des Einflusses des Freibords auf die
dynamische Stabilität von Schiffen im unbeschädigten Zustand und in Seebedingungen
unter Verwendung eines probabilistischen Ansatzes. Derzeit wird die Beurteilung des
Freibords von den Vorschriften der Internationales Freibord-Übereinkommen bestimmt,
welche hauptsächlich auf der Leckstabilität und der Berücksichtigung von Wasser an
Deck basieren. Die in dieser Arbeit präsentierte Untersuchung basiert auf der Bewertung
der Anfälligkeit eines beispielhaften Containerschiffs für Stabilitätsversagen im Zustand
dead ship, wobei der Freibord des untersuchten Schiffs systematisch variiert wurde. Für
diese Bewertung werden die vulnerability level 1 und 2 gemäß den Kriterien der Second
Generation Intact Stability Criteria (SGISC) berücksichtigt, die von der International
Maritime Organization als die aktuellsten Kriterien für die Intaktstabilität vorgestellt
wurden. Ein Computercode zur Beurteilung der Stabilität im Zustand dead ship wurde
entwickelt und die Analyse wurde an einem kleinen Containerschiff (feeder) durchgeführt,
wobei zwei Containeranordnungen und das Vorhandensein sowie Fehlen von Bilgenkielen
berücksichtigt wurden. Zusätzlich wird das vollständige Verfahren zur Berechnung des
Langzeit-Index der Wahrscheinlichkeit eines Stabilitätsversagens im Zustand dead ship
präsentiert.
Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass eine Erhöhung des Freibords innerhalb rea listischer Grenzen die Wahrscheinlichkeit eines Stabilitätsversagens um bis zu zwei Grö ßenordnungen verringern kann. Die Untersuchungen zeigt, dass die probabilistischen
Berechnungen, die auf vulnerability level 2 durchgeführt wurden, einen Bereich akzep tabler Metazentrischerhöhen liefern, begrenzt durch untere und obere Grenzen, sowie
eine öptimaleMetazentrischehöhe, die dem niedrigsten Index der Wahrscheinlichkeit eines
Stabilitätsversagens entspricht. Solche Ergebnisse können auf Stufe 1 nicht erzielt werden,
was lediglich zu einem minimalen Wert der Metazentrischenhöhe führt. Die Berechnungen
bestätigten auch fehlende Konsistenz bei der Stabilitätsbewertung im Zustand dead ship
gemäß der SGISC. Schließlich werden einige Empfehlungen zur Festlegung präziser Ansätze
in bestimmten Phasen der Methodik für Stufe 2 vorgeschlagen, die die Möglichkeit von
Berechnungsfehlern reduzieren könnten.

Author

  • Josipovic, Marko ULiège Université de Liège > Master ing. civ. méc. (EMSHIP+)

Promotor(s)

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