www.matematikk.org

Tryggere i Arktis med matematikk

Når polarisen smelter, er en av konsekvensene at isen driver lengre enn før, samtidig som transport og annen maritim aktivitet øker. Isen kommer oftere i kontakt med skip. Man skulle tro at vi i Norge visste det som var verdt å vite om hva som skjer når skip møter is, men så enkelt er det ikke. Det vet man i Det Norske Veritas (DNV).

Derfor er analyse av interaksjonen mellom skipspropeller og is et felt man arbeider med i DNV. Når et skip presser seg frem gjennom isen, vil store isflak kunne gli langs og under skroget og treffe propellen. Fra propellbladene forplanter belastning seg i form av pulser langs propellakslingen og inn i motoren og skroget. Pulsene er brå og sjokkartede, og en viktig del av analysen er å kartlegge hvordan kreftene brer seg innover i maskineriet. Over tid kan pulsene skape utmatning i materialet i maskineriet, noe som igjen kan føre til brudd eller avrivning av vitale komponenter.

En båt i Arktis

 

For å modellere den mekaniske belastningen bruker analytikerne en gren av fysikken som kalles dynamikk. Dynamikk er definert som læren om krefter og kraftsystemer som endrer et legemes bevegelse, og baserer seg i praksis på modeller som anvender differensiallikninger. Også isen må modelleres, og da spiller statistikk og empiri hovedrollen. Tettheten og tykkelsen av isen varierer sterkt, og hvor mye is propellen må kverne seg gjennom er derfor ganske tilfeldig.

Dynamisk analyse brukes også på en rekke andre områder innen skipsteknologi. Det er for eksempel viktig å finne egenfrekvensen til elementer i systemet, for å hindre at det oppstår resonans som kan gi farlig vibrasjon i maskineri og skrog. Noe så elementært som å forbrenne diesel i en motor, eller å kløtsje inn en propell, skaper også dynamikk i systemet. Dette må analyseres før man setter i gang et stort prosjekt.

Når de teoretiske modellene ikke strekker til, må det gjøres praktiske forsøk. Der kommer matematikken inn når måleresultatene skal analyseres og settes inn i en større sammenheng. Skipsanalyser av dette slaget er et eksempel på at man bruker matematikk til å vurdere fenomener på forhånd, for å sikre seg mot farlige situasjoner.

En båt som vi ser gjennom et hull i en isbre

 

Slike forhåndsanalyser kan også handle om hvorvidt et prosjekt lar seg realisere i praksis, dvs. om et produkt vil gi den ønskede funksjonaliteten, påliteligheten og lønnsomheten. Men de matematiske analysene kan være vel så viktige i etterhånd, for å finne årsaken til at noe har gått galt, og hva man kan lære av det. Intet problem er for stort eller smått for matematikken, det være seg en skipspropell eller en romferd.

Om DNV
Det Norske Veritas ble etablert i 1864, har hovedkvarter på Høvik utenfor Oslo og har etablert rundt 300 kontorer i 100 land. DNV er en uavhengig stiftelse som har spesialisert seg på å vurdere og gi råd om risikohåndtering innen bransjer som maritim, olje, gass og energi, petrokjemisk industri, transport, forsvar, finans, næringsmiddel, helse, IT, tele og offentlig sektor.

Om kilden:

Geir DahlerGeir Dahler

Navn: Geir Dahler
Alder: 42 år
Bakgrunn:
Jobbet i DNV med forskning og utvikling i 17 år; jobber med analyse av roterende maskiner, maritim teknologi, skipsteknologi og ledelse. Propulsjon er hans område. Det som driver et skip framover. Propeller, akselsystemer og dieselmotorer.
Hva er din utdannelse innen matematikk?
Sivilingeniør fra NTH, også vært innom MIT, siv.ing. mastergrad. Faglig kjerneområde er dynamikk.
Hvordan ble du interessert i matematikk?
Jeg er først og fremst interessert i anvendelsen av matematikken. Et essensielt verktøy for en interessant hverdag i et internasjonalt og spennende fagmiljø.

Publisert: 31.07.2009

Skrevet av

Eirik Newth
Eirik Newth

Eksterne lenker