Sjöfarten är en verksamhet som rymmer flera typer av industri och många gångerfinns flera intressenter med i den dagliga verksamheten. Större delen av all världenstransport går via vattenvägar. Ca 90 procent av all godstransport mellan länder skervia sjöfarten (Svensk sjöfartstidning, 2012). För att upprätthålla ordning och säkerheti världens största transportnät har regleringar, policys och lagar upprättats för attverka nationellt liksom internationellt. Regelramverket påverkar fartyget och dessdrift från vagga till grav. Vid projektering och byggnation måste stabilitetsminimikravtas hänsyn till liksom de krav som finns för att minimera industrins påverkan påmiljön. Kontinuerligt under operationstiden måste redaren se till att fartyget uppfyllerde regleringar som gäller inom fartygets verksamhetsområde. Fartyg är idaganpassade för att transportera en särskild typ av last och verkar på olika marknader,därför konstrueras fartyg utifrån önskade egenskaper. Propeller till ett fartygmodelleras utifrån studie av kraftpåverkan och verkningsgrad med hjälp avrörelsemängdsmetoden och bladelementmetoden. I studien har ett containerfartygprojekterats för att uppfylla ett transportscenario där 14 000 TEU ska transporteras turoch retur mellan Singapore och Rotterdam på 40 dagar. När väl det inte längre är lönsamt att ha kvar ett fartyg i drift måste redaren fattabeslut om hur detta ska tas ur bruk och återvinnas. Återvinningen av fartyg bidrar iteorin till en hållbar utveckling i den bemärkelsen att nära 98 % av ett fartyg kanåtervinnas eller återanvända för kommersiell användning (EMEC, 2010). I praktikenär konceptet inte fullt lika hållbart. Stor del av industrin styrs, likt andra delar avsjöfarten, på basis av ekonomiska incitament, vilket genererat i negativa sociala ochmiljömässiga effekter. I försök att ändra den negativa trenden inom industrin harregleringar upprättats. Tyvärr får regleringarna många gånger dålig effekt då de lättkan kringgås. Slutsatsen blir att roten till problemet ligger i den generella attitydeninom industrin. Att få de olika parterna att värdera sociala och miljömässiga värden iekonomiska termer skulle på sikt generera en bättre verksamhet. För att styrautvecklingen i denna riktning ges det ökade konsumentmedvetandet inomklädindustrin som ett exempel på hur stor påverkningsmöjlighet kollektivet har.

This paper summarises the most important aspects of shipping today, describingstakeholders, markets and types of ships, and weighing the sustainability of this form oftransportation. Furthermore, it follows an initial ship design project step by step: a new vessel is beingprojected to fulfill a transportation need. The vessel will safely and cost-effectively transport1.2 million cubic meters of raw logs from Port Metro in Vancouver to the Chinese harboursTianjin and Qingdao. During the initial design phase, the requirements and main limitingfactors of the ship’s specifications are identified and the system concept is created. Also investigated in this paper is the need for a new generation of intact stability criteria forships, in light of the mechanics of a stability failure mode, parametric rolling, and cases ofparticular accidents at sea involving parametric rolling. The circumstances surroundingincidents of stability failure in cases where existing criteria are met, are explored. The existingcriteria are examined and possible motivations behind the development of new criteria areconsidered. Finally, new methods for assessing risk in the case of parametric rolling areproposed. Based on the importance of this topic for safety at sea, and the hypothesis that asecond generation of stability criteria is needed is examined critically.

Detta kandidatexamensarbete behandlar i första kapitlet hur sjöfarten ser utidag. Vilka typer av sjöfart som finns, vilka är marknaderna, vilka äraktörerna och hur framtiden ser ut för sjöfarten. I andra kapitlet projekteras ett fartyg. Fartyget ska årligen transporterar 1,2miljoner kubikmeter rundvirke från Port Metro, Vancouver till hamnarnaTianjin och Qingdao i Kina. Det projekterade är anpassat för att klarahamnbegränsningar och är 264 meter långt samt 39 meter bred med ettdjupgående på 13 meter vilket klarar marginalerna. Marschfart på 14 knopoch ger 11 tur och retur resor med en lastkapacitetsmarginal på 10%. Lastenförvaras i sju lastutrymmen med en total volym på 128 520 m2. Fartygetsdeplacement är 112 500 ton och fartygets stabilitet har kontrollerats utifrånIMO:s kriterier för intaktstabilitet. Fartygets motor är en 8 cylindrig MANB&W L70ME-C8-GI med en effekt på 26,2 MW. Fartyget drivs fram meden propeller med diametern 7,2 meter som kontrolleras för kavitation. Tredje kapitlet utreder de möjligheten för kärnenergi, bränslecellsteknik ochbatteriet med utgångspunkt för användning i framtidens sjöfart. Samtligatekniker har fördelar, nackdelar och lämpar sig för olika typer av fartyg ochscenarier. Kärnenergiteknik kan komma att se en framtid på stora,snabbgående bulktransporter längst speciella rutter. Batteridrift är redan idagmöjlig som lösning för persontransport på kortare sträckor alternativt ihybriddrift med andra lösningar. I framtiden kan ökad batterikapacitet medlägre priser även medföra att vi ser större batteridrivna fartyg.Bränslecellstekniken är testad och verkar lovande för exempelvisutsläppsfria medelstora transportfartyg i framtiden. I dagsläget kanbränsleceller användas i hybriddrift tillsammans med batterier ochförbränningsmotorer för att reducera utsläpp.

På allt senare tid har sjöfarten blivit allt mer eftertraktat och ett nödvändigt transportsätt för att frakta de saker som krävs och önskas av oss människor oavsett var på jorden man är. Det finns många olika sorters av fartyg desginade för olika ändamål som t.ex. roro-fartyg för frakt av fordon, containerfartyg för frakt av containers, bulkfartyg för frakt av olja, kol, malm, trä och passagerarfärjor för frakt och nöjesresor med människor. Två bulkfartyg har tagits fram för att klara av att frakta 235 000 ton järnmalm(pellets) och har en marschfart på 13,5 knop. Den låga farten gör att kostnaden för frakten kan hållas nere och ändå klara leveransmålet som är 450 000 ton pellets per månad från Narvik, Norge till New York City, USA. Fartyget har slankhetstalet 0,85, vilket nästan motsvarar en fyrkantig låda, allt för att få en stabil gång under färd. Fartyget har en längd på 333 meter och en bred på 57 meter. Motoreffekten för att driva fartyget är 17 000 kW inkluderat en säkerhetsmarginal med 15 % för extremt väder eller tidspress. Energibehovet i världen är stora och på grund av att de förnyelsebara energikällorna inte räcker till använder man sig av fossila bränslen. Att hitta olja och gas som är ett fossilt bränsle kräver mycket arbete, både i planering samt utrustning. En del av den olja och gas finns offshore och kräver fartyg för transportering och tömning från oljeriggarna men kan också användas för prospektering. Riskerna är dock väldigt stora i denna bransch och måste tas i största beaktning. Det är dyra investeringar i kampen om att hitta de naturtillgångar som finns kvar. Det har i dagsläget blivit aktuellt att undersöka och prospektera i arktiska områden som är helt outforskat, detta ställer givetvis ännu större krav på utrustning och riskerna ökar.

Oceanburen handel har under det senaste århundradet bundit ihop världen. Genom att tillåtaproducenter att producera och sälja sina varor på olika sidor av världen så har fartygen blivit ennyckeldel av den allt mer globaliserade världen. Idag finns det en lång rad olika fartyg, var och etthar sin specifika uppgift. Bulkfartyg vars kapacitet att transportera stora mängder råmaterial harsuddat ut problemet av att vara nära den krävda resursen vid produktion, rapporten har specifiktanalyserat tankfartyg som tillåter oljeproducenterna i persiska viken att sälja till Sverige. Fartygetsom bäst klarade av uppgiften blev ett 281m långt suexmax fartyg som klarade av att transportera150 000 ton råolja per resa. Genom stora tekniska framsteg så står idag offshore oljan för en tredjedel av hela världensproduktion. En produktionsökning som gjorts möjligt utav tekniken att styra borren och på så sättskapa komplexa brunnar som tömmer oljereservoarer mer effektivt. Tekniken tillåter även brunnenatt passera genom flera reservoarer, vilket tillåter borrning på mer komplicerade platser att varaekonomiskt genomförbart. Idag är oljeproduktionen större än vad den någonsin varit. Produktionpå land stagnerade efter sjuttiotalet och har inte förändrats sedan nittiotalet, menoffshoreproduktion har vuxit stadigt och är idag den bit som leder produktionsökningen och tillåtervärlden att fortsätta använda olja som resurs.

The concept of active technology in rail vehicles has been studied theoretically and experimentally for several decades and has now reached the stage of implementation. Active Lateral Suspension (ALS) is the active technology that leads the development in active secondary suspensions if carbody tilting is disregarded. Active suspension systems may have an influence on running safety of the vehicle. The requirements to fulfil are related to forces between wheel and rail. The safety must be assured by the manufacturer by a safety assessment, which must be sent to the authorities before entering service. An important part of the assessment is to show that the active system, under all conditions, is part of a vehicle that runs safely on the track. The passive components in the vicinity of the active system have an important role in assuring that even a defective active system fulfils the required safety. This master thesis aims to set requirements on the passive suspension components for the failed ALS. The study has been conducted by varying various parameters of the vehicle with different running conditions and failure cases. The study highlights that the secondary lateral bumpstop is the most important parameter for the vehicle safety. With soft bumpstop (low stiffness) the vehicle runs within safe limits for all studied conditions, and the effect of varying other parameters, running conditions and failure cases, is marginal. For somewhat higher stiffness (medium bumpstop), the effect of other parameters plays a critical role in ensuring safe run. For hard bumpstop, the track shift forces are above the limit values, independently of the passive component settings. High vertical forces have been observed for certain cases with medium bumpstop, due to primary vertical bumpstop contact, which can be prevented by increasing the primary vertical damping or by increasing the vertical play. Reduction in track shift forces has been observed with the increase of primary vertical damping. The reason for the effect is not known and is proposed for further study.

This work analyzes the implementation of an active train pantograph in a full finite element model in the program Ansys. As controller design method, the H∞ method was taken in order to cope with the different uncertainties in the given system. The focus lies on the contact force between the pantograph and the catenary. The goal was the reduction of the contact force standard deviation in order to allow higher train speeds on existing lines. An additional goal is the use of multi train configurations. This means that two coupled trains with a distance between the two pantographs of 100 meters can run with high speed on existing lines. Current regulations limit the distance to 200 meters. In addition to the active solutions, different modifications of the given pantograph were investigated. The simulations showed that the desired speed of 280 km/h is achieved on existing lines in multi train configuration. For only one train, a speed of up to 300 km/h can be reached. More important, by using an estimator, the standard deviation values for these speeds were still below the limitations and hence, it is possible to implement this solution in a real system.

This is a master’s thesis provided by the Swedish Defence Research Agency FOI and is written for the Center for Naval Architecture at the Royal Institute of Technology KTH. The objective is to perform a systematic simulation campaign of the flow around an axisymmetric streamlined body in order to evaluate several RANS-based turbulence models implemented in the open source CFD software package OpenFOAM. Of most interest is the low velocity zone at the stern and the wake behind the body. The results are compared with experimental flow measurements and with data obtained by LES, in order to evaluate how accurately the flow is predicted by each turbulence model. The study leads to method recommendations for this type of flows. Simulation results for two different bodies are also compared in order to investigate how the different shapes affect the flow. Also included is an overview of the turbulence modeling theory behind the RANS-methods which are employed. The results demonstrate that the turbulence models k−!,RNGk−!,k−"andk−"SST are suitable for simulation of this class of flows and provide a good prediction of the mean flow around and behind the body.

This paper reports the findings of the first stage of a study on how the efficiency of a centrifugal pump depends on the eccentricity of the impeller (rotor). The geometry of the pump is based on the ERCOFTAC centrifugal pump that has been used to validate computational fluid dynamics software with laboratory measurements. The pump is modelled using the CFD-code Comsol multi physics (tm) in order to get the pressure and velocity field. From the pressure and velocity field the efficiency and output power for the pump is calculated. The energy efficiency of the same pump with different static eccentricities is then compared, showing the effect of eccentricity To validate the CFD-model the velocity and pressure field for the pump is compared to results from another simulation of the same pump and an experiment. The comparison shows that the results are comparable and shows good agreement with experimental data. It is showed that the energy losses of the pump increase with increased static eccentricity of the impeller. The losses at 10% eccentricity are about 0.5% of the produced energy. The main contribution to the losses is the introduced asymmetry, eccentricity, of the pump, which causes an unsteady flow and also increases the total unbalance force on the rotor. It is further noted that rotor-stator interactions of the impeller and the stator blades have small influence on the energy losses. It is concluded that rotordynamic design can improve the energy efficiency of the process that the rotating equipment is involved in. Further research is suggested on whirling eccentric motion, experimental verification and more detailed simulation models.

Design regulations for sandwich panels and shear strength characterization of sandwich core materials are considered. The panels included are situated in the bottom hull of planning crafts, in common for these panels are that they all are designed with regard to slamming pressures. An evaluation is performed where different regulations are compared to each other in regard to sandwich core characterizing methods. The evaluation is made for five different core materials and eight different design regulations. An extended design study is made where sandwich panels are designed in two different ships, the panels are designed in different regulation with different core materials. These designs are based on Matlab implementations of sandwich panel design regulations with complementary optimization routines to enable panel weight minimization. The study includes a comparison between the regulations and the use of higher utilization of the core material shear strength. Also included is an investigation on how shear elongation and dynamic load testing characterization affects the sandwich panel design. The result given by this work clearly shows that the characterization process of marine sandwich core materials could be improved. This leads to an investigation of a new way of characterizing the core material. This study uses the yield point as the material shear strength property. Included in the above mentioned study, is an investigation on how the safety factors used in the design regulation would be affected by the new characterization method.