Organisatie - 5 februari 2009

ROLSCHIP GEVANGEN IN FORMULE

De vraag waarom containerschepen soms gaan ‘rollen’ is grotendeels opgelost. Dat is het resultaat van een weekje zwoegen van de werkgroep Wiskunde en Industrie, afgelopen week in Wageningen.
Met de ontwikkelde kennis is het mogelijk schepen minder gevoelig te maken voor het rollen. Met rollen wordt bedoeld dat schepen op ruwe zee gaan schommelen om hun lengteas. Dat kan zo uit de hand lopen dat een lading containers de zee in kiept.
Scheepsbouwers en vervoerders hebben tot nu toe niet de vinger achter het ontstaan van het rollen weten te krijgen. ‘Het gedrag van een schip wordt wel helemaal gemodelleerd en gesimuleerd. Maar het punt is dat je in die modellen met heel veel parameters te maken hebt; alle karakteristieken van het schip en van de golven die je kunt verwachten’, legt de Wageningse wiskundeprofessor Johan Grasman uit. Dat kost computers veel rekenkracht. ‘In feite ben je aan het zoeken naar een speld in een hooiberg, als je de gevoelige waarden van de parameters te weten wil komen.’
Grasman werkte aan het rolprobleem in een team met jonge onderzoekers uit Nederland, België, Duitsland en Rusland. Dit internationale gezelschap wiskundigen gooide het tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de werkgroep over een heel andere boeg. Zij herkenden in het rollen de werking van een slinger die is verbonden met een veer. Het zwaartepunt van de boot slingert in feite om een draaipunt, dat met de golven verend op en neer gaat. In technische termen heet zoiets ‘parametrische resonantie’. Een bekend natuurkundig fenomeen met een bijbehorend stukje wiskunde dat gewoon ‘op de plank ligt’, zoals Grasman het uitdrukt.
Vervolgens werd de juiste wiskundige formule erbij opgesteld. Het gaat hierbij om een variant van de zogeheten differentiaalvergelijking van Mathieu. Met deze formule in de hand kan gericht gezocht worden naar het moment waarop een schip gaat rollen. Met die kennis kun je ook nagaan hoe te voorkomen is dat zo’n rol optreedt.
En daar gaat het de vervoerders natuurlijk om: schepen zo ontwerpen en beladen dat de kans op ongelukken zo klein mogelijk wordt. ‘De bedoeling is dat ze veilig met die schepen de zee op kunnen. Je wilt dan een handige set vuistregels hebben die een zo goed mogelijke voorspellende waarde hebben.’ De specialisten van het Marin gaan nu aan de slag om dat allemaal netjes door te rekenen en in kaart te brengen.

Re:ageer