KonKav III

Abbildung 1: Erosionsvorhersage mit dem numerischen Erosionsmodell (links) und mit einer Erosionsbeschichtung im Versuch (rechts) für die Kavitationszahl σ=1.464Abbildung 1: Erosionsvorhersage mit dem numerischen Erosionsmodell (links) und mit einer Erosionsbeschichtung im Versuch (rechts) für die Kavitationszahl σ=1.464

Entwicklung von numerischen und experimentellen Methoden zur Vorhersage von kavitationsbedingter Erosion an Schiffsanhängen

KonKav III
 
Status

abgeschlossen

Beteiligte Wissenschaftler

Prof. Dr.-Ing. Bettar Ould el Moctar
Andreas Peters, M.Sc.
Dr.-Ing. Udo Lantermann

Projektbeschreibung

In der Schiffstechnik ist Kavitation eine unerwünschte Erscheinung. Immer dann, wenn der lokale Druck unterhalb des Dampfdrucks des Wassers fällt, treten mit Wasserdampf gefüllte Kavitationsgebiete auf. Überschreitet der lokale Druck diesen Grenzwert wieder, implodiert die Wasserdampfwolke innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne und es können hohe Druckspitzen entstehen. Gefährdete Bereiche sind insbesondere Gebiete, in denen die Geschwindigkeit groß wird. Bei schiffstechnischen Anwendungen tritt dies speziell an Schiffsanhängen wie Propeller und Ruder auf. Bilden sich Kavitationsblasen nahe fester Oberflächen, so kann Erosion auftreten.

Die Ziele des Verbundforschungsvorhabens KonKav III war die Verbesserung der experimentellen und numerischen Vorhersage von kavitationsbedingter Erosion.

Ein Hauptziel des Teilvorhabens der Universität Duisburg-Essen war die Entwicklung numerischer Verfahren zur Vorhersage kavitationsbedingter Erosion an Schiffsanhängen. Die Validierung der neu entwickelten numerischen Verfahren erfolgte mittels der Basisversuche, die bei Projektpartnern durchgeführt wurden. Abbildung 1 zeigt die Erosionsvorhersage mittels einer Erosionsbeschichtung in einem Kavitationstunnel und als Vergleich die Prognose mit dem entwickelten numerischen Erosionsmodell.

Ein weiteres Ziel dieses Teilprojektes bestand darin, basierend auf den im Verbundvorhaben gewonnenen Erkenntnissen, Empfehlungen für die Durchführung von Simulationen und Messungen zur Vorhersage kavitationsbedingter Erosion auszuarbeiten.


Abbildung 1: Erosionsvorhersage mit dem numerischen Erosionsmodell (links) und mit einer Erosionsbeschichtung im Versuch (rechts) für die Kavitationszahl σ=1.464

Förderung

Bme

Veröffentlichungen
  1. Peters, A., Sagar, H., Lantermann, U., and el Moctar, O., “Numerical Modelling and Prediction of Cavitation Erosion”, Wear, Vol. 338-339, pp. 189-201, 2015
  2. Peters, A., Lantermann, U., and el Moctar, O., “Numerical Modelling and Prediction of Erosion Induced by Hydrodynamic Cavitation”, Proceedings of the 9th Symposium on Cavitation (CAV), Lausanne, Switzerland, 2015