Springing

Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Berechnung der Springing-induzierten Lasten höherer Ordnung

Status

laufend

Beteiligte Wissenschaftler

Prof. Dr.-Ing. Bettar Ould el Moctar
Malte Riesner M. Eng.

Projektbeschreibung

Das Vorhaben befasst sich mit der Weiterentwicklung eines dreidimensionalen Randelementeverfahrens basierend auf Rankine-Quellen zur Berechnung von Schnittlasten einer Schiffsstruktur unter Berücksichtigung hydroelastischer Effekte infolge resonanter Schiffsschwingungen (bekannt als Springing). Die für „Springing“ relevanten Kraftanteile werden nichtlinear berücksichtigt. Kraftanteile geringeren Einflusses werden linearisiert. Während die Froude-Krylov-Kräfte nichtlinear in jedem Zeitschritt über der momentan benetzten Rumpfoberfläche berechnet werden, werden die Diffraktions- und Radiationskräfte linearisiert im Frequenzbereich berechnet und mit Hilfe von Faltungsintegralen in den Zeitbereich überführt. Die Berechnung von Schnittlasten unter Berücksichtigung der elastischen Schiffskörperverformung erfordert die Kopplung der Gleichungen zur Beschreibung der Strömung, der Starrkörperbewegungen und der elastischen Strukturverformung. Zur Berechnung der elastischen Verformung werden die Eigenformen der Struktur durch Verwendung eines Finiten-Elemente-Verfahrens basierend auf der Vlasov-Balken-Theorie berechnet. Es werden außerdem Ansätze zur Berechnung der hydrodynamischen Dämpfung entwickelt, validiert und in das oben genannte Verfahren implementiert. Das Verfahren und die Ansätze werden entwicklungsbegleitend umfangreich validiert. Hierzu dienen vorhandene Ergebnisse aus Modellversuchen sowie Berechnungsergebnisse aus Verfahren zur Lösung der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen.


Förderung
Dfg Logo Schriftzug Blau Foerderung

 

Veröffentlichungen

  1. Riesner, M., van Graefe, A., Shigunov, V. and el Moctar, O., “Prediction of non-linear ship responses in waves considering forward speed effects”, Journal of Ship Technology Research, Volume 63, Issue 3, 2016