Obiettivi Formativi

Il Corso si propone di: - fornire conoscenza degli elementi fondamentali di Statica della nave e di Architettura navale, al fine di poter correttamente impostare il progetto generale di una nave; - fornire: nozioni teoriche ed applicative connesse al progetto e la gestione dell'oggetto nave, nella sua accezione più vasta (tipologie di navi, statica della nave, impianti di propulsione navale, architettura navale, ecc.); - far acquisire padronanza dei più comuni strumenti per la progettazione, la rappresentazione grafica, le misure ed il monitoraggio; - far acquisire agli studenti un’adeguata conoscenza teorica e degli aspetti metodologico operativi delle scienze navali; - far acquisire un metodo di indagine scientifica adeguato così da sviluppare la capacità di identificare, formulare, analizzare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati; - far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze tecniche acquisite attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici, utilizzando tecniche e strumenti adeguati con l’analisi di esempi pratici o applicazioni ed esercitazioni da svolgere sia individualmente che in gruppo; - far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti e di presentazione dei risultati.

Learning Goals

The learning goals of the course are: - provide knowledge of the fundamentals of hydrostatics of the ship and of naval architecture, in order to properly set the overall design of a ship; - provide theoretical and practical knowledge related to the ship project and management, in its broadest sense (ship types; hydrostatic ship, ship propulsion systems, naval architecture, etc.); - gain mastery of the most common tools for the design, the graphical representation, measures and monitoring; - give students an adequate theoretical knowledge and methodological and operational aspects of the naval sciences; - provide a proper scientific method of investigation so as to develop the ability to identify, formulate, analyze and solve problems using methods, techniques and tools; - develop the ability to apply the knowledge gained through the execution of practical activities of design / development of theoretical concepts, techniques and using appropriate tools with the analysis of practical examples and applications and exercises to be carried out both individually and in groups; - develop the embedded intelligence of the concepts and results presentation.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali ed esercitazioni in aula.

Teaching Methods

The course, in order to achieve the expected objectives, mainly takes place through lectures and exercise.

Prerequisiti

È richiesta la conoscenza dei principi fondamentali di fisica e matematica.

Prerequisites

Knowledge of the fundamental principles of physics and mathematics.

Verifiche dell'apprendimento

Sono previste verifiche in itinere con domande a risposta aperta, senza valutazione, ai soli fini di verifica e correzione. La verifica mirerà ad accertare la comprensione degli elementi teorici e pratici spiegati a lezione, per assicurarsi che lo studente sia in grado di proseguire nella frequentazione delle lezioni. Si chiederà di esporre le teorie illustrate con le loro ipotesi sino alle conseguenze finali e stabilire un collegamento con l’applicazione pratica nella risoluzione di semplici esercizi e calcoli di stabilità o propulsione. La prova finale prevederà la risoluzione di esercizi e colloquio orale sugli argomenti del programma finalizzata ad accertare le conoscenze acquisite e le capacità di applicarle in maniera critica utilizzando linguaggi tecnici appropriati e corretti approcci metodologici. Lo studente dovrà dimostrare di saper applicare le nozioni apprese per ciò che riguarda la risoluzione di semplici esercizi rappresentanti le normali condizioni di esercizio della nave (imbarco di pesi, calcolo dell’autonomia, etc) e di conoscere le principali assunzioni teoriche sulle quali si basano i metodi risolutivi utilizzati.

Assessment

Ongoing tests with open-ended questions and exercises, without evaluation only to check the situation of learning. The question will aim to ascertain the understanding of the theoretical and practical elements explained in class, to ensure that the student is able to continue attending the lessons. We will ask to expose the theories illustrated with their hypotheses up to the final consequences and establish a link with the practical application in the resolution of simple exercises and calculations of stability or propulsion Final exam with resolution of exercizes and oral exam on the topics of the program aimed at ascertaining the knowledge acquired and the ability to apply them critically using appropriate technical languages and correct methodological approaches. The student will have to demonstrate his ability to apply the notions learned as regards the resolution of simple exercises representing the normal operating conditions of the ship (loading of weights, calculation of autonomy, etc.) and to know the main theoretical assumptions on which they are based the solving methods used.

Programma del Corso

Conoscenza degli elementi fondamentali di Statica della nave ed Architettura navale, al fine di poter correttamente valutare gli elementi del design di una nave. far acquisire agli studenti un’adeguata conoscenza teorica e degli aspetti metodologico-operativi delle scienze navali; - far acquisire padronanza dei più comuni strumenti per la utilizzati in campo navale per la progettazione, la rappresentazione grafica, le misure ed il monitoraggio; - far acquisire un metodo di indagine scientifica adeguato così da sviluppare la capacità di identificare, formulare, analizzare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati. - far acquisire un metodo di studio adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze acquisite e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate e/o settoriali - far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze tecniche acquisite attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici, utilizzando tecniche e strumenti adeguati con l’analisi di esempi pratici o applicazioni ed esercitazioni da svolgere sia individualmente che in gruppo - far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti e di presentazione dei risultati. Fornire: nozioni teoriche ed applicative connesse al progetto, la costruzione e la gestione dell'oggetto nave, nella sua accezione più vasta (statica della nave, costruzioni navali, impianti di propulsione navale, architettura ed allestimento navale, ecc.).

Course Syllabus

Contenuti Programma: Nozioni generali, nomenclatura, richiami e definizioni Richiami di geometria descrittiva, delle masse e di idrostatica. Statica dei galleggianti Condizioni di equilibrio di un corpo liberamente galleggiante totalmente o parzialmente immerso. Equazioni generali di equilibrio. Curva dei centri dei galleggiamenti isocarenici. Equilibrio e stabilità di una nave galleggiante liberamente.Evoluta metacentrica. Momento di stabilità statica trasversale (per piccoli angoli < 10°-12°). Metodo metacentrico, Coppia di stabilità di forma e di peso, Altezza metacentrica, Momento di stabilità statica longitudinale. Condizioni di equilibrio di una nave Diagramma di stabilità, Stabilità od instabilità dell’equilibrio agli angoli di momento nullo, Angolo di capovolgimento, Stabilità dinamica, Riserva di stabilità, Comportamento della nave sotto l’azione di cause inclinanti, Elementi che influenzano l’andamento del diagramma di stabilità, Influenza dell’altezza del baricentro. La normativa internazionale inerente la stabilità allo stato integro delle navi.La prova di stabilità. Variazione di stabilità nei casi di spostamento e imbarco di pesi Effetti sulla stabilità in seguito all’imbarco o allo sbarco di un peso rilevante, Imbarco o sbarco di pesi di lieve entità, Effetto sulla stabilità della nave per l’imbarco di un peso. Compartimentazione delle navi Diagramma delle lunghezze allagabili, Fattore di compartimentazione. La falla: Metodo per sottrazione di carena, Metodo per imbarco di pesi. Soluzione del problema dell’equilibrio di una nave incagliata e verifica della stabilità.Studio statico del varo col metodo della nave discendente. IDRODINAMICA: Il problema della resistenza per l’architetto navale ed i diversi tipi di resistenza. Resistenza d’attrito e d'onda. L’analisi dimensionale e le velocità corrispondenti: applicazione della similitudine allo studio dei modelli di carena. Resistenza d’attrito. La resistenza della lastra piana. Metodologia di trasferimento ITTC '78. Il fattore di forma. L'aggiunta di rugosità e la correlazione vasca-mare. Resistenza residua Tipi d’onda. Sistemi d’onda generati dalla nave: Il calcolo teorico della resistenza d’onda. Altre componenti della resistenza. Resistenza dovuta ai vortici. Resistenza aerodinamica. Effetto del basso fondale e degli argini. Effetto dell’assetto. Resistenza dovuta alle appendici di carena Vasche navali e prove di rimorchio. Le vasche navali. Caratteristiche del modello. Presentazione dei dati di resistenza. Serie di carene e loro utilizzo, CONSIDERAZIONI AGGIUNTIVE Parametri che influiscono sulla resistenza al moto: coefficienti e rapporti caratteristici. Le serie sistematiche di carene ed il loro utilizzo: esame d’alcune serie per progetti diversi. Il bulbo di prora. Metodi statistici applicati a serie sistematiche. Veicoli marini avanzati Carene semidislocanti. Scafi plananti. Catamarani. Swath. Aliscafi. Veicoli a cuscino d’aria. La similitudine per eliche e l’interazione scafo elica. Analisi dimensionale. Prove d’elica isolata. Interazione scafo-elica: scia, rendimento relativo rotativo, deduzione di spinta, rendimento di carena e rendimento propulsivo. Uso delle caratteristiche adimensionali dell’elica. Prove d’autopropulsione. Differenza tra le condizioni di lavoro dell’elica dal modello alla nave e procedure di correzione. Teoria dell’elica Geometria e disegno dell’elica. La teoria impulsiva. Teoria dell’elemento palare e sezioni idrodinamiche. La teoria vorticale. Cavitazione Natura e tipi di cavitazione. Effetti della cavitazione e criteri per la prevenzione. Progetto dell’elica Criteri generali: scelta delle caratteristiche fondamentali dell’elica. Le serie sistematiche ed il loro utilizzo per il progetto. Elaborazione dei dati iniziali. Il calcolo idrodinamico. Per tutti gli argomenti affrontati, oltre alla parte teorica sopraesposta, si prevederanno esempi di applicazione pratica, al fine di consentire agli studenti di comprendere e verificare le modalità di applicazione pratica nella realizzazione del progetto di una nave. Conoscenza degli elementi fondamentali di Statica della nave ed Architettura navale, al fine di poter correttamente valutare gli elementi del design di una nave. far acquisire agli studenti un’adeguata conoscenza teorica e degli aspetti metodologico-operativi delle scienze navali; - far acquisire padronanza dei più comuni strumenti per la utilizzati in campo navale per la progettazione, la rappresentazione grafica, le misure ed il monitoraggio; - far acquisire un metodo di indagine scientifica adeguato così da sviluppare la capacità di identificare, formulare, analizzare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati. - far acquisire un metodo di studio adeguato a consentire l'approfondimento delle conoscenze acquisite e ad affrontare ulteriori tematiche avanzate e/o settoriali - far sviluppare la capacità di applicare le conoscenze tecniche acquisite attraverso lo svolgimento di attività di progettazione/sviluppo pratico di concetti teorici, utilizzando tecniche e strumenti adeguati con l’analisi di esempi pratici o applicazioni ed esercitazioni da svolgere sia individualmente che in gruppo - far sviluppare la capacità di elaborazione autonoma dei concetti e di presentazione dei risultati. Fornire: nozioni teoriche ed applicative connesse al progetto, la costruzione e la gestione dell'oggetto nave, nella sua accezione più vasta (statica della nave, costruzioni navali, impianti di propulsione navale, architettura ed allestimento navale, ecc.). Program: General notions, nomenclature, references and definitions. References of descriptive geometry, masses and hydrostatics. Float statics Equilibrium conditions of a freely floating body totally or partially immersed. General equations of equilibrium. Curve of the centers of isocarenic floats. Balance and stability of a free floating ship. Metacentric evolution. Moment of transverse static stability (for small angles <10 ° -12 °). Metacentric method, Pair of shape and weight stability, Metacentric height, Moment of longitudinal static stability. Equilibrium conditions of a ship Stability diagram, stability or instability of equilibrium at angles of zero momentum, capsize angle, dynamic stability, stability reserve, behavior of the ship under the action of inclining causes, elements that influence the course of the stability diagram, Influence of the height of the center of gravity. International legislation concerning stability in the intact state of ships. The stability test. Variation of stability in the cases of movement and loading of weights Effects on stability following the loading or unloading of a relevant weight, Loading or unloading of small weights, Effect on the stability of the ship for loading a weight. Compartmentalization of ships Diagram of floodable lengths, Compartmentalization factor. The flaw: Method for hull subtraction, Method for loading weights. Solution of the problem of the balance of a stranded ship and verification of stability. Static launch study with the descending ship method. HYDRODINAMICS: The problem of resistance to the naval architect and the different types of resistance. Friction and wave resistance. The dimensional analysis and the corresponding speeds: application of the similarity to the study of the hull models. Frictional resistance. The resistance of the flat plate. ITTC '78 transfer methodology. The form factor. The addition of roughness and the tank-sea correlation. Residual resistance Wave types. Wave systems generated by the ship: The theoretical calculation of wave resistance. Other components of the resistance. Resistance due to eddies. Aerodynamic drag. Effect of the shallow water and the banks. Trim effect. Resistance due to the hull appendages Naval tanks and trailer tests. Naval tanks. Features of the model. Presentation of resistance data. Series of Hulls. Parameters that affect the resistance to motion: coefficients and characteristic ratios. The systematic series of hulls and their use: examination of some series for different projects. The prow bulb. Statistical methods applied to systematic series. Advanced marine vehicles. Semi-displacement hulls. Planing hulls. Catamarans. Swath. Hydrofoil. Air cushion vehicles. Similititude for propellers and hull-propeller. Dimensional analysis. Isolated propeller tests. Hull-propeller interaction: wake, relative rotary efficiency, thrust deduction, hull efficiency and propulsion efficiency. Use of the dimensionless propeller features. Self-propulsion tests. Difference between the working conditions of the propeller from the model to the ship and correction procedures. Propeller theory. Propeller geometry and design. The impulsive theory. Palar element theory and hydrodynamic sections. The vortical theory. Cavitation. Nature and types of cavitation. Effects of cavitation and criteria for prevention. Propeller project. General criteria: choice of the fundamental characteristics of the propeller. Systematic series and their use for the project. Initial data processing. The hydrodynamic calculation. For all the topics covered, in addition to the theoretical part described above, examples of practical application will be provided, in order to allow students to understand and verify the methods of practical application in the realization of a ship project. Knowledge of the fundamentals of hydrostatics of the ship and naval architecture, in order to properly set the overall design of a ship. to give students an adequate theoretical knowledge and methodological and operational aspects of the nautical sciences; - To gain mastery of the most common tools for the design, the graphical representation, measures and monitoring; - To acquire a proper scientific method of investigation so as to develop the ability to identify, formulate, analyze and solve problems using methods, techniques and tools. - To acquire a proper method of study to allow the deepening of the knowledge acquired and to address more advanced topics and / or sectoral - To develop the ability to apply the knowledge gained through the execution of practical activities of design / development of theoretical concepts, techniques and using appropriate tools with the analysis of practical examples and applications and exercises to be carried out both individually and in groups - To develop the embedded intelligence of the concepts and results presentation. Provide: theoretical and practical knowledge related to the project, the construction of the object and ship management, in its broadest sense (hydrostatic ship, shipbuilding, ship propulsion systems, architecture and ship construction, etc.).