Abstract     In this project, I present a design of a scale model of a linear generator (LG) similar to a full size Wave Energy Converter (WEC) being developed at Uppsala University since 2002 and commercialized by Seabased AB. The purpose of a WEC is to convert the energy from ocean waves into electrical energy. In order to implement the behaviour of the prototype design, a preliminary study has been done to further build it for use in education, laboratory tests and research. The challenge with this project is to scale down the WEC but maintain the shape, appearance and characteristics of the generator for educational purposes. A miniature version of a WEC, previously developed by Uppsala University in collaboration with Seabased Industry AB, has been designed with scaling rate 1:14 of the linear dimensions. In this case, the value of the output power is not important- it has simply been calculated. The electrical rated parameters of the three phase generator are power  26 W,  peak line-line voltage  13 V and  rated armature current  2 A. The mechanical parameters utilized in the design are the total length and the diameter of the miniature WEC, 50 cm and 25 cm, respectively. The simulated prototype model (described in Section 5.4) has been validated with an experimental setup comprising translator and stator (described in Section 5.1), where the translator is moved by a programmed industrial robot. The experimental results have shown good agreement with the simulations.

The study is motivated by the quest to lower the fuel consumption of trawlers and reduce green house gas emissions. Conventional trawl-doors contribute to about one third of the trawlers fuel consumption. Design and optimization of trawl-doors using computational models is vital in minimizing the fuel consumption.The main objective of this work is to develope an optimization algorithm for the shape design of trawl-doors using computational uid dynamic (CFD) models. High-fidelity CFD models are computationally expensive and therefore, conventional optimization methods, which often require large number of evaluations are not feasible. The proposed method is iterative and uses local second order response surface approximation models of the high-fidelity CFD model, constructed in each iteration. The RSA are constructed locally and are regenerated at each iteration in new domain. We use a trust region mechanism to move the center of the search domain and to increase or decrease the size ofthe search domain. This reduces the number of evaluations. We propose novel shaped trawl-door shapes and investigate their performance. These shapes are similar to multi-element airfoils on aircraft i.e., airfoil shapes with slats and flaps. We apply the proposed optimization algorithm to the novel-shaped design of two-dimensional multi-element trawl-door shapes with several design variables controlling the slat and flap positions and alignment. The objective is to increase the hydrodynamic efficiency for a given lift constraint. The results are then compared to the performance of a typical trawl-door shape. The results indicate that a satisfactory design can be obtained at the cost of few iterations of the algorithm. We also investigate controllable trawl-doors where the flap angle can be varied, depending on the operational condition.

A new kind of wave power generator is being developed at KTH Royal Institute of Technology which potentially can reach an efficiency of 98 %. However, this generator’s small air gap sets strict requirements on the stiffness of the structure to withstand the large magnetic forces. The structure, therefore, need to be both stiff and non-magnetic. To tackle that problem austenitic stainless steel will be used. Then again, austenitic stainless steel tends to become slightly magnetic because of impurities and mechanical stress. The purpose of this report is to study the magnetic properties of the austenitic stainless steel and observe how mechanical stress can change their properties. Moreover, economic and environmental aspects considering the use and production of the steel are studied. Two experiments were applied to measure the magnetic properties, using an LCR-meter and an electrical circuit with a current amplifier. Both methods showed that mechanical stress will result in changing the magnetic property of austenitic stainless steel. Some steel types were less affected by the mechanical stress applied leading to the conclusion that they are more effective when placed near the generator’s air gap. Regarding sustainable development, it is uncertain to determine the impact the generator has on the environment, mainly because of the steel types manufacturing process is unknown. On the contrary, the maintenance costs of the generator are predicted to be low and if the prototype fulfills the efficiency expectations it will have a huge impact on the future of wave power technology. / En ny typ av vågkraftsgenerator utvecklas på KTH som potentiellt kan uppnå en verkningsgrad på 98%. Denna generators lilla luftgap ställer dock strikta krav på strukturens styvhet för att stå emot de stora magnetiska krafterna. Strukturen måste därför vara både styv och icke-magnetisk. För att ta itu med det problemet kommer austenitiskt rostfritt stål att användas. Sedan tenderar austenitiskt rostfritt stål att bli något magnetiskt på grund av föroreningar och mekanisk stress. Syftet med denna rapport är att studera austenitiskt rostfritt ståls magnetiska egenskaper och observera hur mekanisk stress kan förändra deras egenskaper. Dessutom studeras ekonomiska och miljömässiga aspekter som beaktar stålets användning och produktion. Två experiment utfördes för att mäta de magnetiska egenskaperna, med användning av en LCR-mätare och en elektrisk krets med en strömförstärkare. Båda metoderna visade att mekanisk stress kommer att leda till förändring av den magnetiska egenskapen hos austenitiskt rostfritt stål. Vissa ståltyper påverkades mindre av den mekaniska påfrestningen som ledde till slutsatsen att de är mer effektiva när de placeras nära generatorns luftgap. När det gäller hållbar utveckling är det osäkert att bestämma vilken påverkan generatorn har på miljön, främst på grund av att detrostfria stålets tillverkningsprocess är okänd. Tvärtom förmodas att underhållskostnaderna för generatorn komme vara låga och om prototypen uppfyller effektivitetsförväntningarna kommer det att ha en stor inverkan på framtiden för vågkrafttekniken.

Sjöfarten utgör cirka 90 procent av världshandelstransporten och är det effektivaste sättet att transportera stora mängder av gods. Det gäller även i Sverige. Passagerartrafiken är en stor sektor inom sjöfarten och det är den delen av sjöfarten som det här arbetet förhåller sig till. Sjöfart är ett säkert sätt att resa på och förbättringar sker årligen för att öka säkerheten ombord men trots det sker olyckor. Tidigare forskning visar att en stor del av passagerarna inte tar del av den säkerhetsinformation som ges till dem. Syftet med den här studien var att undersöka om det fanns andra sätt att informera passagerarna på än det konventionella informationsutbudet som finns idag. För att besvara frågeställningarna har kvalitativa intervjuer hållits ombord på en passagerarfärja i östersjön. De frågor som ställdes var om interagerande quiz, flygplansinspirerad genomgång och bildskärmar runt om i terminalen och fartyget skulle göra att fler tar del av säkerhetsinformationen. Resultatet visar att det finns sätt som skulle få fler att ta del av säkerhetsinformationen. Resultatet visar också att flera av passagerarna hade svårt att uppfatta informationen som gavs ut via högtalarsystemet ombord.

Surface gravity waves carry enormous amounts of energy over our oceans, and if their energy could be harvested to generate electricity, it could make a significant contribution to the worlds power demand. But the survivability of wave energy devices in harsh operating conditions has proven challenging, and for wave energy to be a possibility, peak forces during storms and extreme waves must be studied and the devices behaviour understood. Although the wave power industry has benefited from research and development in traditional offshore industries, there are important differences. Traditional offshore structures are designed to minimize power absorption and to have small motion response, while wave power devices are designed to maximize power absorption and to have a high motion response. This increase the difficulty of the already challenging survivability issue. Further, nonlinear effects such as turbulence and overtopping can not be neglected in harsh operating conditions. In contrast to traditional offshore structures, it is also important to correctly account for the power take off system in a wave energy converter (WEC), as it is strongly coupled to the devices behaviour. The focus in this thesis is the wave loads and the peak forces that occur when a WEC with a limited stroke length is operated in waves higher than the maximum stroke length. The studied WEC is developed at Uppsala University, Sweden, and consists of a linear generator at the seabed that is directly driven by a surface buoy. A fully nonlinear CFD model is developed in the finite volume software OpenFOAM, and validated with physical wave tank experiments. It is then used to study the motion and the forces on the WEC in extreme waves; high regular waves and during tsunami events, and how the WECs behaviour is influenced by different generator parameters, such as generator damping, friction and the length of the connection line. Further, physical experiments are performed on full scale linear generators, measuring the total speed dependent damping force that can be expected for different loads. The OpenFOAM model is used to study how the measured generator behaviour affects the force in the connection line.

Bränder ombord på fartyg till sjöss är en mycket allvarlig händelse då besättningen ombord måste förlita sig på sin egen kompentens och den begränsade tillgängliga utrustningen när branden skall bekämpas. Bränderna kan snabbt gå överstyr då det finns stora mängder bränsle och i många fall är även lasten brännbar. Detta arbete har som syfte att belysa de platser ombord som det är vanligast att bränder startar på för att öka medvetenheten hos besättningen så att brand kan undvikas eller bekämpas effektivare. Resultatet nåddes genom att sammanställa haverirapporter från nordeuropeiska länder med fartyg längre än 100m. Slutsatsen som drogs var att det utrymmet som är mest drabbat av bränder är maskinutrymmet. De vanligaste orsakerna till brand är läckage av brännbara vätskor och elektriskt fel. / Fires onboard a seagoing vessel is a very serious accident since you can not rely on shorebased firefighers. The only resource available is the crew and their ability to tackle the situation. Fires can quickly get uncontrollable since there is large amounts of fueloil and even the cargo might be flammable. The purpose with this thesis is to highlight those places onboard that have the greatest risk of fire. So that the crew can either awoid fire or be better prepared if a fire starts. The result is based upon data taken from incidentreports from Northern European countries and vessels with length greater than 100m. The conclusion that was made is that the engineroom area was the most common place for fires. The most common reasons for the fire to start was a leakage of flammable liquid  or electrical failiures.

Rätten att söka nödhamn eller vad som i dag kallas för skyddad plats är en gammal traditionsenlig rätt inom sjöfarten. I flera fall där fartyg har sökt skydd i en hamn i modern tid har fartyg nekats. Till följd av Erika, Castor och Prestige incidenterna runt 2000 talet, som i två av fallen ledde till stora miljökatastrofer i form av oljeutsläpp, insåg man at något behövde göras. IMO författade sina riktlinjer och EU författade direktiv 2002/59/EG som behandlar mottagandet av fartyg i behov av assistans på skyddad plats. Skyddad plats definieras som en hamn, del av hamn eller annan skyddande kaj eller annat skyddat område, till exempel ankarplats, som kan användas för att ta emot fartyg i en nödsituation eller i behov av assistans. Syftet med detta arbete är att undersöka hur beredskapen ser ut i Sverige och Danmark för att ta emot fartyg på skyddad plats. Vilka myndigheter som ingår i organisationen, vilka beslutsunderlag som finns, vilka lagar och direktiv de har att förhålla sig till och vilka utsedda skyddade platser som finns i de bägge länderna. För att få svar på frågeställning har studien främst utförts genom litteraturstudie men även kvalitativ intervju har använts. Resultatet visar att det finns riktlinjer från IMO som inte är legalt bindande, men även EU direktiv som införlivats i de bägge ländernas nationella lagstiftning. EU har även material som är tänkt att underlätta för länderna att upprätta sina egna beredskapsplaner utefter direktiv 2002/59/EG. Det finns regionala samarbeten i form av HELCOM för Östersjöområdet och Bonnavtalet för Skagerrak och Nordsjön vilka främjar samarbetet vid miljöinsatser och därmed behandlar ämnet skyddad plats. Bägge länder har utpekade skyddade platser och en myndighetsstruktur för att ta emot fartyg på skyddad plats. Studien tyder på att det är en viktig men komplex fråga. Det är många olika myndigheter och intressenter som är involverade. Det är fortfarande ett pågående arbete där Sverige reviderar sina planer i nuläget. Ett aktuellt ämne verkar vara incidenter med HNS och ratificeringen av HNS konventionen. / The right to seek refuge in port is an old customary right in shipping. In several cases where ships have sought refuge in a port in modern times, ships have been denied. As a result of the Erika, Castor and Prestige incidents around the 21st century, which in two of the cases led to major environmental disasters in the form of oil spills, it was realized that something needed to be done. The IMO drafted its guidelines and EU-drafted Directive 2002/59/EC dealing with the reception of ships in a place of refuge. A place of refuge is defined as a port, part of port or other protective berth or other protected area, such as anchorage, which can be used to receive ships in an emergency or in need of assistance. The purpose of this work is to investigate the preparedness in Sweden and Denmark to receive ships in a place of refuge. which authorities are part of the organization, what decision-making documents exist, what laws and directives are in place and which places of refuge that have been designated in the two countries; In order to get answers to the questions, the study has mainly been carried out through a literature study, but qualitative interview have also been used. The results show that there are guidelines from the IMO that are not legally binding, but also EU directives transposed into the national law of the two countries. The EU also has material intended to facilitate countries to draw up their own contingency plans under Directive 2002/59/EC. Both countries have designated protected sites and a governement structure for receiving ships in a place of refuge but quite different approach. The study shows that it is an important but complex issue. There are many different authorities and stakeholders involved. It is still a work in progress where Sweden is revising its plans at the moment. One current topic seems to be incidents regarding Hazardous and Noxious Substances (HNS) and ratification of the HNS convention.

No description available.

Vid strömavbrott på fartyg krävs enligt SOLAS regelverk att en nödkraftkälla startar automatiskt. Världshandelsflottan använder sig idag till största delen av generatorer drivna av en fossildriven förbränningsmotor för detta. Här undersöktes möjligheten att istället använda sig av en UPS. Studien har fokuserat på frågan om det är möjligt enligt gällande regelverk, om det finns produkter på marknaden som uppfyller regelkraven samt hur kostnaderna för de två alternativen skiljer sig vad gäller inköp och underhåll i 25 år. Resultatet för kostnaderna redovisades i en livscykelkostnadskalkyl. Sett till regelverk ifrån Transportstyrelsens författningssamling samt klassificeringssällskapet DNV-GL är det tillåtet att använda ackumulatorer eller generatorer.    För att ha möjlighet att undersöka frågeställningen genom kostnadsförslag, sammanställdes en teoretisk fartygsmodell med svensk flagg. De företag som kontaktades var svenska tillverkare. Resultatet av den LCC som gjordes visade att det idag är billigare att investera i en konventionell nödgenerator. / The SOLAS regulations for merchant vessels states that in the event of loss of power, a backup power supply will start automatically. This paper investigated the possibility to replace the widely-used generator driven by a fossil-fuel powered internal combustion engine, with a UPS. Focus of the investigation included regulations concerning the use of accumulators onboard, market product range fulfilling the legal requirements and price difference based on purchase price and maintenance costs for 25 years. The cost results where compared as a Life Cycle Cost calculation. Regulations by the Swedish transport agency and the Classification DNV-GL allow the use of emergency power from accumulators or generator.   For the possibility to investigate through cost estimations, a theoretical model of a merchant vessel with Swedish flag, was set up. All companies contacted were Swedish manufacturer. The results in the LCC show the situation of today and lets us know that the most cost efficient investment is the conventional emergency generator.

Det finns många internationella krav som ställs på ett fartyg genom FN:s internationella organ IMO, i och med intågandet av en mer humanistisk syn på sjömannen samt samhällets gröna omställning regleras en styrd bransch ytterligare. I det moderna globala samhället där länder är direkt beroende utav varandra genom export och import av diverse varor så finns också en hög efterfrågan på kostnadseffektiv och välorganiserad transport – både på spotmarknad och linjefart liksom godstrafik och passagerartrafik. Att bygga ett fartyg idag är helt enkelt inte vad det var för snart ett sekel sedan, och för en amatör eller nykomling på marknaden kan det därför bli utmanande att följa processen i att ta fram och beställa ett fartyg, trots tydliga krav hos institutioner som Transportstyrelsen. Detta arbete är en kartläggning av processen och har framställts genom att bryta ned processen i delmoment med tillhörande frågeställningar. Genom att presentera dessa frågor för de etablerade jättarna i den svenska sjöfartsverksamheten och, för arbetet relaterade institutioner, har en generalisering gjorts för att tjäna som en enklare guide – målsättningar och skillnader mellan olika fartygstyper, organisationsformer och befraktningsformer har också uppdagats därtill. Rapporten resulterade i att processen för framtagandet av ett fartyg kunde presenteras stegvis – inklusive de skillnader som finns mellan en myndighet och ett privat bolag. / There are many international demands made by the UN international organ IMO, and with the embracement of a more humanitarian view of the sailor and the environmental adjustment of the society, an already directed industry is further being regulated. In the modern-day global society where countries are directly dependent on each other through export and import of various wares, there is also a high demand for cost effective and well-organized transportation – both on the spot market and charter market in terms of freighting as well as transporting passengers. To construct a ship in modern times is not quite what it used to be nearly a century ago, and for an amateur or a rookie on the market it can therefore be a challenging task to produce and order a ship despite obvious requirements from institutions like the Swedish Transport Administration. This report is a survey which has been produced by breaking down the process into steps and questions associated with each individual step. A generalization has been made to serve as guidance by presenting these questions to the larger established companies within the Swedish shipping business, and institutions relevant to the process – the differential in targets depending on different types of ships, organizations and forms of chartering have also been considered. As a result, the report could present the process of producing a ship stepwise – including some of the deviations between an authority and a private company.