0x010088F6312065A70A44B630A6848498EAD80093CFEAFE161DC94D83C7C5C9A5A748B8

This PhD course is concerned with statistical assessment of dynamic responses of marine structures subjected to stochastic environmental loading. The focus is given to wave and wind loads and induced responses of floating structures, with examples on large-volume floating platforms and floating wind turbines. It starts with a quick introduction about stochastic responses for a linear system under Gaussian loads, followed by a detailed discussion about the second-order wave loads and responses and wind induced loads and responses, as well as stochastic methods for extreme value and fatigue damage calculations. The recent update is given to the stochastic representation of wind field for floating wind turbine analysis, as well as time-domain simulations and treatment of response statistics. The PhD course helps the students understand the theories related to stochastic modelling of wind/waves and their induced loads and responses, and know the derivations of some important conclusions (that are often given directly in master-level courses). This help them be able to implement and expand the theoretical statistical methods to the research problems in their PhD study.

Examples from recent research, like coupled wind and wave load and response analysis of floating wind turbines and very large floating bridges, are given to illustrate the basic theories (for single input-single output problems) and the advanced theories (concerning wind and wave field simulations, nonlinear loads and structural material behavior). By showing the derivation of theories for statistical assessment of Gaussian and non-Gaussian responses, the students have a link between their basic knowledge about Gaussian processes and statistical evaluation and the statistical properties of extreme values and fatigue damages for non-Gaussian processes, resulted from nonlinear problems (due to environmental loads or system parameters). This course is based on TMR 4215 Sea Loads and TMR4235 Stochastic Theory of Sealoads, with link to the module TMR03 Integrated Dynamic Analysis of Wind Turbines. All these courses are at the master course level, while this PhD course focuses more on the theoretical aspects with applications to more complex floating structures.

This course is mainly based on the traditional way of lecturing with detailed derivations and exemplifications. PhD students should have a solid theoretical background on statistical and stochastic modelling of environmental loads and responses so that it is possible for them to expand and apply some of these theories in their PhD work. We also take questions and feedbacks during the lectures. The background of the students are quite different and therefore, some parts of the lectures are repeated with more explanations. We have both IMT/NTNU PhD students and participants from industry attending this course. The PhD students are concerned about the applications of the theories and the knowledge in their PhD work, while the industry participants focused more on a better understanding of what they use (typically as a direct conclusion of some of the theories) in their daily engineering life. The students in both categories are happy with this course. The lectures are delivered digitally online and with recordings available for the students after the lectures. We also have a few students from industry, who are located in Bergen and not able to travel. Extensive readings are required in this course, with a detailed guidance on which parts of the reference books and lecture notes should be focused on.

The examination is based on oral exam with a duration of 45 mins. The questions cover the major topics in the given lectures. To pass the course a score of at least 70 percent is required.

NTNU:TIA:REST

Department of Marine Technology

Institutt for marin teknikk

Engelsk

Anbefalte forkunnskaper

TMR4235 Sjøbelastningsstatistikk eller tilsvarende.

Faglig innhold

Emnet er rettet mot analyse av marine konstruksjoner utsatt for stokastiske belastninger. Det vil bli lagt vekt på anvendelse av metoden på aktuelle eksempler innen marin konstruksjonsteknikk.Emnet tar sikte på å gi en innføring i følgende områder:
- Generell innføring i flerdimensjonale (vektor-) stokastiske prosesser
- Anvendelse på beregning av respons av lineære og ikke-lineære systemer (en og flere frihetsgrader)
- Monte Carlo simulering av en og flerdimensjonale prosesser. Ekvivalent linearisering, pertubasjonsmetoder, Voltera-rekker
- Lastvirkning for dimensjonering mot sammenbrudd og utmatting
- Analyse av målte eller simulerte tidsrekker for  lastvirkning (filtrering, valg av modeller, parameter-estimering).

Kursmateriell

Utvalgte deler av:
M.K. Ochi: Applied Probability and Stochastic Processes, John Wiley & Sons, New York, 1990.
J.B. Roberts and P.D. Spanos: Random Vibration and Statistical Linearization, Wiley, Chichester, UK, 1990, T. Moan: Time Domain Analysis of Stochastic Response of Marine Structure, Department of Marine Technology, NTNU, Lecture Notes, December 2006.
A.Næss and T.Moan: Stochastic Dynamics of Marine Structures, Cambridge University Press, 2013
Tidsskriftsartikler.


Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger. Obligatoriske øvinger. Minimum tre studenter må melde seg for at emnet skal bli undervist. Ved få studenter, kan vurderingsformen bli endret fra skriftlig til muntlig eksamen. For å få bestått i emnet kreves det en score på minimum 70 prosent (70 av 100 poeng). 

Læringsutbytte

Etter gjennomført og bestått emne skal kandidaten ha kunnskaper i forskningsfronten innen enkelte emner innenfor stokastisk analyse av lastvirkninger av bølge- og vindlaster på marine konstruksjoner og kunne formulere og løse komplekse problemer innenfor dette feltet.  

Kunnskap:
Etter gjennomført og bestått emne skal kandidaten ha en utdypende forståelse av stokastisk analyse av lineær og ikke-lineær lastvirkning i konstruksjoner utsatt for bølge- og vindlaster  i frekvens- og tidsplan, og herunder kunne vurdere nøyaktigheten av beregningsresultater.  

Ferdigheter:
Etter gjennomført og bestått emne skal kandidaten kunne 
- utvikle og bruke programvare for beregning av lineær og ikkelineær
  stokastisk responsanalyse og utføre en kritisk tolkning av
  resultatene.
- være i stand til å formulere forskningsmål innenfor stokastisk
  responsanalyse.  
- tilegne kunnskap gjennom litteratursøk og studium av vitenskapelige 
  artikler.   
- kunne utføre fagfelle vurderinger innen emnet.


Generell kompetanse:
Etter gjennomført og bestått emne skal kandidaten ha utviklet sin evne til kritisk tenking og kunne utnytte denne evnen til å kvalitetssikre og videreutvikle den underliggende kunnskapen som fins i forskningsartikler samt vurdere hvor forskningsfronten innen emnet, befinner seg.
 


Stokastiske metoder anvendt i ikkelineær analyse av marine konstruksjoner

Teknologiske fag

Ingeniørvitenskap - doktorgrad (ph.d.)

Marin teknikk - doktorgrad (ph.d.)

Web/Lists(guid'8b698a2d-6ad0-4f7d-b3be-219cc1979f02')/Items(11801)/FieldValuesAsText

Stokastiske metoder anvendt i ikkelineær analyse av marine konstruksjoner - MR8503