Entwicklung eines Verfahrens zur Berechnung der instationären potenzialtheoretischen Propellerumströmung

Abstract

Potenzialtheoretisch werden stationäre und instationäre Aspekte bei Umströmung von Schiffspropellern untersucht. Sowohl für die Berechnung von hydroelastischen Effekten über eine Fluid-Struktur-Wechselwirkung als auch für die Prognose des Einsatzpunktes von Spitzenwirbelkavitation werden spezielle Modelle entwickelt und analysiert. Das zu diesem Zweck eigens entwickelte potenzialtheoretische Rechenverfahren, ein über Propelleranwendungen hinausreichendes instationäres 3D-Paneelverfahren, wird dargestellt und umfangreich validiert.

Based on potential theory stationary and transient propeller flows are analyzed. The developed general purpose panel method is described in detail and validated for ship propellers. A new method is generated for the prediction of tip vortex cavitation inception. The results are compared to measurements in homogeneous and inhomogeneous wake fields. Further the transient hydroelastic behavior of a propeller in an unsteady ship wake is simulated via an implicit coupling to a inite-element method. Different coupling approaches are analyzed and the influencing parameters of the elastic effects are assessed.