Entwicklung eines rheologischen Modells für Fluid Mud im Hamburger Hafen zur Verwendung in Manöversimulationen und Validierung


Project Acronym
Nautische Tiefe I
 
Project Title
Entwicklung eines rheologischen Modells für Fluid Mud im Hamburger Hafen zur Verwendung in Manöversimulationen und Validierung
 
 
Principal Investigator
 
Status
Abgeschlossen
 
Duration
01-06-2018
-
15-06-2020
 
Funding Organization
HPA Hamburg Port Authority
 
Abstract
Angesichts der weiteren Entwicklung der Schiffsgrößen einerseits und der nautischen Begrenzungen des Hamburger Hafens andererseits wird es für die Erhaltung und den Ausbau der Wirtschaftlichkeit des Hafens zunehmend notwendig, sich eingehender mit dem Problem der „Nautischen Tiefe“ zu befassen. Für das sichere Manövrieren von Schiffen im Hafen sind Kenntnisse sowohl über die Lage der „Nautischen Sohle“ als auch über den Einfluss der rheologischen Parameter des Fluids „Wasser mit Beimengungen“ auf die hydrodynamische Charakteristik des Schiffes notwendig. Das Problem der „Nautischen Tiefe“ hat somit zwei Seiten, von denen in diesem Projekt die Aspekte des Manövrierverhaltens betrachtet werden.

Für die Bearbeitung dieser Thematik wurde eine in drei Phasen aufeinander aufbauende Methodik zur Berücksichtigung des Einflusses nicht-Newtonscher Flüssigkeiten bei der Simulation des Manövrierens von Schiffen im Hamburger Hafen abgestimmt. Die drei Phasen sind:

Entwicklung eines rheologischen Modells zur Beschreibung der Charakteristik nicht-Newtonscher Flüssigkeiten im Hamburger Hafen und Implementation des Modells in ein numerisches Verfahren zur Berechnung der Manövriereigenschaften. Experimentelle/Messtechnische Validierung des implementierten rheologischen Modells für einen mittels CFD-Verfahren einfach zu beschreibenden Testkörper (‚Cux-Sampler‘);

Validierung des Verfahrens für Panmax, ULCS sowie Bulkern bei verschiedenen rheologischen Randbedingungen und Manöverszenarien im Hamburger Hafen durch den Vergleich der numerischen Ergebnisse mit Ergebnissen hydraulischer Versuche sowie den Ergebnissen von Echtzeit-Simulationen.

Generierung einer Matrix von Manövrierkoeffizienten für festzulegende Schiffe und rheologische Bedingungen, die als Grundlage für Echtzeit-Simulationen eingesetzt werden können.

Die Phase 1 des Projektes wurde im Zeitraum 01.07.2018 – 30.06.2019 durch das Institut für Fluiddynamik und Schiffstheorie an der TUHH bearbeitet. Die Ergebnisse wurden am 28.05.2019 vorgestellt. Das Erreichen des Ziels der Phase 1 wurde festgestellt. Es wurde ebenso festgestellt, dass der weitere Ablauf des Projekts dem zu Beginn des Gesamtprojektes festgestellten Phasen folgen kann.