2023-11-292023-11-29https://hdl.handle.net/11420/44418Die internationale Seeschifffahrt ist verpflichtet, den Schadstoffausstoß in den kommenden Jahrzehnten signifikant zu senken. Die Verbesserung der Propulsoreffizienz ist diesbezüglich die technologisch aussichtsreichste Strategie. Ziel des ProSA-Verbunds ist die Verbesserung der Umweltbilanz durch Erhöhung der Antriebseffizienz von Schiffen. Kernpunkt ist die Propeller-Rumpf-Interaktion und die Leistungsoptimierung durch simulationsbasierte Formoptimierung und optimierte Integration. Innerhalb des ProSA-Verbundes befasst sich das DOzEnt-Vorhaben der TUHH mit der Weiterentwicklung von Adjungiertenverfahren zur Bestimmung von Formableitungen und mit dem Aufbau eines digitalen Formoptimierungszwillings. Die Methodik verspricht eine deutlich geringere Anzahl numerisch aufwendiger Untersuchungen im Großausführungsmaßstab und unterstützt so die geforderten verkürzten Entwicklungszeiten. Im Zentrum der DOzEnt-Arbeiten stehen ein höherer Integrationsgrad der Propulsion bei der Formoptimierung und die instationäre Propeller-Rumpf-Analyse im adjungierten Kalkül. Besonderes Augenmerk gilt der geometrisch aufgelösten Propulsor-Rumpf-Wechselwirkung sowie der Rumpfformoptimierung bei aktiver Propulsion mittels Surrogatmodellen. Daneben wird eine vollständig ähnliche Skalierung physikalischer Einflüsse als sogenannte ”digitale Großausführung” angestrebt. Mit den Entwicklungen soll, im Unterschied zu bisherigen Anwendungen, die benötigte Antriebsleistung und nicht nur der Widerstand minimiert werden können. Die Entwicklungen stützen sich auf neuartige Formbeschreibungs- und Formoptimierungsalgorithmen, datenbasierte Verfahren des Maschinellen Lernens zur Berücksichtigung des Antriebs, sowie moderne Methoden der Modellordnungsreduktion zur effizienten Behandlung instationärer Fragestellungen. Sie werden an generischen Beispielen sowie Beispielen auf der Grundlage von zwei Referenzschiffen erprobt, die von den Verbundpartnern eingebracht werden.