Sapp, LinaLinaSapp2023-10-232023-10-232023-08-16Technische Universität Hamburg (2023)https://hdl.handle.net/11420/43318Within the scope of this work, an icebreaking simulation for floe ice is developed and implemented. The existing failure descriptions of local failure by bending and global failure by cracking as well as failure by direct rotation are extended by a newly described local failure by cracking. This combines the failure initiation of cracking with the fracture pattern of failure by bending. The simulation is validated for both the fracture forces at the bow and the generated breaking pattern by comparison with observations. Furthermore, the impact of different simulative as well as physical parameters on the model is investigated by a parameter study. The simulation can be applied to arbitrary ice floe fields in combination, in conjunction with the bow contour of different icebreaking vessels, to calculate the breaking pattern including the ice fragments that migrate under the bow. In this work, the PSRV S.A. Agulhas is primarily used, with additional comparative simulations for the RV Polarstern. Additionally, an algorithm is developed and applied to generate load and torque spectra based on the computed ice cusps from the icebreaking simulation. Finally, the generated torque spectrum is compared with field measurement data.Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Eisbruchsimulation für Scholleneis entwickelt und implementiert. Neben den bestehenden Beschreibungen des lokalen Versagens durch Biegung und des globalen Versagens durch Rissbildung sowie des Versagens durch direkte Rotation kommt eine hier neu entwickelte Beschreibung des Versagens durch lokale Rissbildung zur Anwendung. Diese kombiniert die Versagensauslösung durch Rissbildung mit dem Bruchverlauf des Versagens durch Biegung. Die Simulation wird sowohl für die Bruchkräfte am Bug als auch für das erzeugte Bruchmuster durch Vergleich mit Beobachtungen validiert. Weiterhin wird der Einfluss verschiedener simulativer wie physikalischer Parameter auf das Modell durch eine Parameterstudie untersucht. Die Simulation kann auf beliebige Eisschollenfelder in Kombination mit der Bugkontur verschiedener eisbrechender Schiffe angewandt werden, um das Bruchmuster einschließlich der Eisbruchstücke, die unter den Bug gezogen werden, zu berechnen. Die Simulationen in dieser Arbeit werden in erster Linie auf die PSRV S.A. Agulhas angewandt, mit zusätzlichen Vergleichssimulationen für die RV Polarstern. Darüber hinaus wird ein Algorithmus zur Erzeugung von Last- und Drehmomentspektren auf der Grundlage der berechneten Eisbruchstücke aus der Eisbruchsimulation entwickelt und angewandt. Abschließend wird das generierte Drehmomentspektrum mit Feldmessdaten verglichen.enhttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ice floespropeller ice interactionsimulationice loadice breakingfloe iceEngineeringMaster Thesis10.15480/882.857410.15480/882.8574von Bock und Polach, Rüdiger Ulrich FranzRüdiger Ulrich Franzvon Bock und PolachDüster, AlexanderAlexanderDüsterBöhm, AngeloAngeloBöhmMaster Thesis