Kalkulation des durch Propulsionssysteme mit Rudern oder Flossenkappen emittierten Unterwasser-Schalls; Akronym: KRaWall; im Verbundvorhaben: Reduktion der hydroakustischen Emission von Propulsionssystemen; Akronym: Red-Emi

Citation
Technische Informationsbibliothek Hannover (2025)
Publisher DOI
10.34657/20572
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Technische Informationsbibliothek Hannover
Das Verbundvorhaben beschäftigt sich mit der Vorhersage von Schallemissionen durch Schiffsantriebsanlagen. Signifikante Schallquellen stellen dabei die Propellerdruckfelder, fluktuierende Schicht- und Wirbelkavitation sowie der Körperschall dar. Diese Effekte sollen in diesem Vorhaben numerisch modelliert werden, um eine effiziente numerische Prognose zu ermöglichen. Die Wechselwirkung der erstgenannten physikalischen Phänomene soll dabei ebenfalls berücksichtigt werden. In diesem Teilvorhaben liegt der Schwerpunkt auf der Simulation der Umströmung und hydrodynamischen Wechselwirkung zwischen Propeller und Schiffsanhängen wie Rudern oder anderen Flossen sowie ihrer resultierenden akustischen Emissionen. Um entsprechende Prognosen in einem Entwurfsprozess innerhalb kurzer Zeit zu ermöglichen, sollen diese Interaktionen in einem zeiteffizienten Simulationsverfahren implementiert werden. Zu diesem Zweck werden zunächst mit Unterstützung von detaillierten Simulationen entsprechende Modelle für die realistische Abbildung dieser Wechselwirkungen in einem vereinfachenden Verfahren entwickelt. Mit diesem Verfahren sollen anschließend Ruderpropeller in Zug-Konfiguration sowie Propeller mit Flossenkappen hinsichtlich ihrer hydroakustischen Emission bewertet werden. Auf Basis der Ergebnisse wird ein künstliches neuronales Netz entworfen und trainiert, das die Schallemissionen solcher Konfigurationen vorhersagen kann. Die Zuströmung zum Propeller wird in allen Fällen mittels eines weiterentwickelten, Datenbank-gestützten Ersatzmodells bestimmt. Die zu untersuchenden Teilbereiche in diesem Teilvorhaben sind damit die effiziente Prognose der Schichtkavitation auf dem Propeller, die Wirbelkavitation in Spitzen- und Nabenwirbel sowie die Deformation und Interaktion der freien Wirbel mit weiteren Auftriebsflächen. Hinzu kommen die Vorhersage des Nachstromfelds bei unbekannter Schiffsgeometrie bis auf Hauptabmessungen sowie die Entwicklung eines neuronalen Netz.
DDC Class
620: Engineering