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Dinamica delle bolle e cavitazione
No full textNel presente lavoro sono presentate le caratteristiche principali della cavitazione idrodinamica con particolare riguardo ai modelli teorici che la descrivono. Vengono analizzati i tempi caratteristici degli effetti inerziale, termico e diffusivo e ne viene messa in luce l'importanza relativa nel processo. Il modello delle cavità di vapore, che risulta particolarmente adatto al comportamento delle bolle di cavitazione, è trattato in modo dettagliato.Vengono presentate le equazioni di Rayleigh-Plesset e di Kirkwood-Bethe, valide rispettivamente nel caso di fluido incompressibile e compressibile, e di esse si mettono in evidenza i limiti di validità. Si prende in esame l'influenza della tensione superficiale e della viscosità. L'emissione di onde d'urto è studiata con particolare attenzione. Viene infine discusso il problema della soglia di cavitazione in riferimento alla sua definizione operativa. In tale contesto si studiano i meccanismi di stabilizzazione dei nuclei di cavitazione e si accenna alla loro distribuzione statistica nei comuni liquidi industriali e nell'acqua di mare
Stochastic Nonlinear Rolling: Which Approach?
No full textA review of the work done in the last years in deterministic, “quasi deterministic” (bifurcations and chaos) and stochastic nonlinear rolling is presented. Difficulties, shortcomings and open problems are presented. In particular, indications are given regarding the approach to the stochastic rolling taking into account the main nonlinearities of the system and of the excitation. It appears that the approach is completely different depending on the degree of nonlinearity introduced in the term describing the excitation. Different versions of exact or approximate analytical methods can be applied in the case of linear sea, whereas slight departures from linearity can be accounted by the method of bispectrum. Only mixed statistical experimental approaches can actually be applied when the sea is strongly nonlinear (asymmetric and breaking waves)
On Damping Models in Free and Forced Rolling Motion
No full textIn this paper two different models for the damping moment to introduce in the roll motion differential equation are considered. They are linear+quadratic and respectively linear+cubic in the roll velocity and contain angle dependent terms. They constitute a generalization of all the models up to now presented in the literature. Approximate analytical solutions describing the roll decay and the forced roll motion are obtained by means of the Bogolyubov-Krylov asymptotic method. The analysis shows that the damping model more suitable cannot be decided based on roll decays only. It is necessary to examine the forced roll behaviour in synchronism and possibly in the other nonlinear resonance regions too. In this connection, a plane of experiments is presented
Rollio nonlineare in mare confuso al traverso
No full textIn questa memoria si esamina il moto di rollio di una nave in mare confuso al traverso. Il moto di rollio, considerato disaccoppiato dagli altri moti, viene descritto mediante un’equazione differenziale non lineare del secondo ordine, che tiene esplicitamente conto delle non linearità del momento raddrizzante e degli smorzamenti. Questi ultimi sono rappresentati, al solito, da un modello lineare-cubico nella velocità angolare e quadratico nell’angolo, mentre la non linearità del momento raddrizzante è rappresentata da un termine cubico nell’angolo, ottenuto attraverso un fitting della curva dei momenti raddrizzanti ottenuti in condizioni isocareniche. Con un metodo perturbativo stocastico si ottiene la soluzione approssimata dell’equazione di rollio nella forma di funzione modificata di trasferimento, funzione, cioè, che tiene conto dei coefficienti dei termini non lineari. In tal modo, è possibile mettere in luce il peso dei differenti termini non lineari. Inoltre, mediante semplice calcolo algebrico, dato lo spettro dell’eccitazione si ricava lo spettro della risposta
Subharmonic Oscillations in Nonlinear Rolling
No full textIn this paper, the rolling motion of a ship is considered in connection with the possibility of having roll oscillations subharmonic to the waves. Three different phenomena have been individuated as origin of this feature: the nonlinearity of the righting arm, the harmonic composition of sea waves and the parametric excitation due to the coupling among different motions in longitudinal waves. The more appropriate analytical methods to study the different mechanisms and the possible presence of a threshold are discussed in detail
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