Untersuchungen zum Einfluss der dynamischen Lasten und Wechselwirkungen auf das Betriebsverhalten von Schiffsantrieben


Project Acronym
INTER-THRUST
 
Project Title
Investigations into the Influence of High Dynamic Loads and Interaction Phenomena on Performance of Marine Propulsors
 
Funding Code
03SX395B
 
 
Principal Investigator
 
Status
Abgeschlossen
 
Duration
01-07-2015
-
30-06-2018
 
 
Contractor Organization(s)
 
Abstract
Aufgrund der dynamischen Entwicklung der Märkte für Seetransport und Serviceschiffe tre-ten erhebliche Veränderungen an den Einsatzprofilen der Schiffe auf. Haupt- und Hilfsantrie-be eines Schiffes werden in der Regel in Hinblick auf ein Einsatzprofil ausgelegt. Häufig än-dert sich dieses bereits kurz nach der Fertigstellung des Schiffes. Damit besteht das Risiko, dass die Antriebsanlagen nicht nur nicht ihre volle Leistung entfalte, sondern auch durch extreme Belastungen beschädigt werden können. Die dadurch bedingten häufigeren Ausfälle wirken sich sehr negativ auf Schiffsbetreiber, Werften und Zulieferbetriebe aus, da sie erhöh-te Kosten mit sich bringen.
Angesichts einer unüberschaubaren Zahl möglicher Betriebszustände sehen sich die Zuliefe-rer von Schiffsantrieben nicht in der Lage, den gestiegenen Anforderungen und Erwartungen des aktuellen Marktes zu entsprechen. Daher ist das Ziel des vorliegenden Teilantrags, die Zulieferer zu unterstützen, indem eine Methodik entwickelt wird, welche es erlaubt, mit einer begrenzten Anzahl von numerischen Simulationen die notwendigen Daten über die Belas-tung der Antriebe bei extremen Einsatzbedingungen bereitzustellen.
Mit Hilfe von Rechenverfahren für viskose Strömung sollen für Azimuthantriebe sowie Quer-strahler zahlreiche extreme Betriebsbedingungen untersucht werden. Dabei wird für ver-schiedene Betriebszustände die optimale Kombination numerischer Modelle für die Simulati-on von z. B. Turbulenz, Kavitation und relativer Bewegung zwischen den Antriebskomponen-ten ermittelt. Anhand der ermittelten Kräfte und Momente werden die Betriebszustände in verschiedene Gefährdungsklassen eingeteilt und ein Belastungsfall pro Klasse definiert, der die meisten anderen Belastungsfälle in dieser Klasse mit abdeckt. Dadurch sollen die Zulie-ferer von Azimuthantrieben und Querstahlern in die Lage versetzt werden, mit einer geringen Zahl von numerischen Simulationen die instationären Kräfte und Momente zu bestimmen, ihre Antriebe entsprechend auszulegen und damit die o. g. Unterstützung für die Werften zu gewährleisten.
In dem Vorhaben wird ein parametrisches Simulationsmodell entwickelt, das es ermöglicht, das Manövrierverhalten von Schiffen unter extremen Betriebsbedingungen für Azimuthan-triebe und Querstahler vorherzusagen. Das Modell soll in Entwurfsprognosen eingesetzt werden.