Aktuelle Forschungsprojekte

Entwicklung von numerischen und experimentellen Verfahren zur Berechnung von Strömungen und Fluid-Struktur-Wechselwirkung

1. Seeverhalten von Schiffen und Lasten auf Offshore-Strukturen in Wellen

Das Seeverhalten und insbesondere die Rollbewegung sind für die Bewertung der Schiffssicherheit von großer Bedeutung. Große Rollamplituden und die damit verbundenen hohen Beschleunigungen gefährden das Personal und führen bis heute zu Schäden.

 

mehr zuEntwicklung von mathematischen...

Die Lastannahmen in den Bauvorschriften der Klassifikationsgesellschaften beruhen zum Teil auf empirischer Erfahrung und quasistatischen Betrachtungen. Dies kann problematisch bei der Strukturdimensionierung von Entwürfen sein, die nicht mit bisherigen Erfahrungen abgedeckt werden können.

 

mehr zuRisikobasierte Bewertung von seegangserregten...

BiWi-Belastungen: Berechnung des See- und Strukturverhaltens eines seegehenden Binnenschiffs

Der Seehafen Wilhelmshaven ist der einzige Tiefwasserhafen in Deutschland und liegt direkt an der Nordsee. Auf Grund der günstigen Lage ist der Hafen für die Abfertigung von Seeschiffen der neuen Generation sehr gut geeignet und hat daher gute Zukunftsperspektiven. In der Vergangenheit wurden dort überwiegend Kohle und Öl umgeschlagen.

 

mehr zuBinnenschiffsanbindung Wilhelmshaven...

2. Fluid-Struktur Interaktion (FSI)

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).

mehr zuEntwicklung eines effizienten Verfahrens...

Auch in Zeiten des modernen Schiffbaus kommt es sehr vereinzelt zu Totalverlusten von Seeschiffen durch globales Strukturversagen. Mögliche Gründe sind sehr vielseitig und können oft nicht eindeutig ermittelt werden, jedoch sind extreme Seegangslasten zumeist der Auslöser.

 

mehr zuBewertung der Lasten und des Strukturverhaltens...

3. Bewegung von Fluiden in teilgefüllten Tanks und Behältern (Sloshing)

The comparison between simulation and model test of sloshing

Due to high demand for energy, the worldwide petroleum gas and natural gas production have grown rapidly. Very Large Crude Carrier (VLCC), Liquefied Petroleum Gas (LPG) carrier and Liquefied Natural Gas (LNG) carrier are often subjected to severe sloshing loads during transportation or loading/offloading operations.

 

mehr zuStudy on Ship Motions Coupled with...

4. Manövrieren von Schiffen

SHOPERA

Seit dem 1. Januar 2013 müssen Schiffsneubauten einen geforderten Energy Efficiency Design Index (EEDI) erreichen. Dieser Index gibt das Verhältnis zwischen CO2-Ausstoß und Transportleistung an. Die Reduzierung der installierten Maschinenleistung ist dabei eine einfache Möglichkeit, die Grenzwerte zu unterschreiten.

 

mehr zuEnergy Efficient Safe Ship Operation

Der Einsatz der Schiffsführungssimulation im Bereich der Binnenschifffahrt hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Für zukünftige Einsatzbereiche, beispielsweise die fahrdynamische Betrachtung von Binnenschiffen außerhalb der Entwurfsbedingungen, sind Weiterentwicklungen der verwendeten mathematischen Modelle zur Beschreibung des Manövrierverhaltens erforderlich. Die Berücksichtigung der Ruderkräfte in einem modularen mathematischen Modell basiert zurzeit auf der zweidimensionalen Auftriebs- und Widerstandsberechnung auf Grundlage der Profilumströmung.

 

mehr zuNumerische Bestimmung der Interaktion...

Im Rahmen der Kooperation zwischen dem Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT) und der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe ist eine gemeinsame Weiterentwicklung auf der Basis des Inland Electronic Chart Display and Information System (Inland ECDIS) zur Bewertung von Binnenwasserstraßen geplant.

 

mehr zuHydrodynamisch-Fahrdynamische-Modellierung...

Das Manövrieren von Schiffen in beschränkten Gewässern stellt sowohl Schiffsführer als auch Hydrodynamiker seit jeher vor Herausforderungen. Passier- und Überholvorgänge sowie Fahrten in Ufernähe verlangen aufgrund von hydrodynamischen Interaktionen eine Schiffführung und Modellbildung für Simulationszwecke, die sich wesentlich von der Fahrt in unbegrenzten Gewässern unterscheiden.

 

mehr zuVorhersage des Manövrierens von...

PREMAN

Die Gewährleistung der Manövrierfähigkeit eines Schiffes ist eine Grundvoraussetzung für einen sicheren Schiffsbetrieb. Angesichts des weiterhin zunehmenden Schiffsverkehrs und der nach wie vor wachsenden Schiffsgrößen ist die Notwendigkeit genauer Prognosen der Manövriereigenschaften dringender denn je. Das Verbund-Forschungsvorhaben PREMAN widmete sich der signifikanten Verbesserung von Manövrierprognosemethoden.

mehr zuMaßstabseffekte und Umwelteinflüsse...

5. Kavitation und Erosion

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung numerischer Verfahren zur genaueren Vorhersage von kavitationsinduzierter Erosion. Hierzu werden zunächst sowohl ein Euler-Euler- als auch ein Euler-Lagrange-Verfahren mit zusätzlichen Termen und Gleichungen zur Beschreibung der Blasendynamik erweitert.

mehr zuEntwicklung eines numerischen Verfahrens...

6. Schiffswiderstand und Propulsion

Das Forschungsvorhaben „Performance von Schiffen im Seegang (PerSee)“ befasst sich umfassend mit den Seegangseigenschaften von Schiffen in moderater und schwerer See. Mit dem Ziel, den Leistungsbedarf in der Zukunft nicht für „Glattwasserbedingungen“, sondern für die im jeweiligen Fahrtgebiet zu erwartenden Seegangsbedingungen zu bestimmen, werden der Zusatzwiderstand sowie die Propulsionseigenschaften in moderatem Seegang verschiedener Schiffstypen ermittelt.

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7. Schiffsmaschinenanlagen

Erdgas kann im Gegensatz zu anderen Gasen, wie z. B. Autogas (LPG), bei Umgebungsbedingungen nicht unter Druck verflüssigt werden. Ein Transport von flüssigem Erdgas (LNG) ist bei Umgebungsdruck nur bei Temperaturen unterhalb -161°C möglich. Beim  Transport ist ein, wenn auch nur geringer, Wärmeübergang von der Umgebung in die Tanks nicht zu vermeiden.

 

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