Prof. Dr.-Ing. Sören Ehlers, Norwegian University of Science and Technology, Trondheim/Norwegen; Dipl.-Ing. Rüdiger von Bock und Polach, Aalto University, Espoo/Finnland
Sichere Operationen und Transporte in den Polarregionen bedürfen solider Entwurfskriterien und Vorschriften. Dieses Paper präsentiert aktuelle Verfahren für die Auslegung der Materialstärke für die niederen Polar- Eisklassen gemäß der Klassevorschriften und erörtert das prinzipielle Materialverhalten bei Minusgraden, basierend auf den Entwurfskriterien der Klassevorschriften. Es wird demonstriert, wie niedrige Temperaturen die Sicherheit der Struktur bei Betriebs- und Extremlasten erhöhen können. Zudem sind die lokalen Effekte der Eis-Struktur Interaktion noch nicht ausreichend bekannt sowie die daraus resultierenden Kraftverteilung in der Struktur. Um die Strukturantwort zu bestimmen, ist ein numerisches Eismodell entwickelt worden, welche mittels experimenteller Messungen im Modelleistank der Aalto Universität validiert wurde. Des Weiteren wird die ökonomische Machbarkeit von Transitfahrten entlang der Northern Sea Route (NSR) mit niederen Polar-Eisklassen diskutiert.
Safe operations and transport in the high north require sound design concepts and regulations. Therefore, this paper presents the current rule-based procedure to assess the scantlings for the lower polar classes and discusses the basic material behaviour under sub-zero temperatures in view of the rule-based designed point. Thereby, it will be shown how low temperatures can increase the structural safety for service- and accidental loading. Furthermore, the localized ice-structure interaction is not fully understood at present as well as the resulting load carrying mechanisms of the structure. Therefore, a numerical simulation based approach is introduced to assess the structural response. The approach is validated with experimental measurements carried out at the ice model basin of the Aalto University. Furthermore, the economic feasibility of these lower polar classes will be discussed for transit operations along the Northern Sea Route (NSR).