Dipl.-Ing. Jens Höpken, Prof. Dr.-Ing. Bettar Ould el Moctar PREMAN – Maßstabseffekte und Umwelteinflüsse bei der Vorhersage des Manövrierverhaltens seegehender Schiffe: Teilprojekt MANÖ-DYN

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 widmet sich der signifikanten Verbesserung von Manövrierprognosemethoden.
 

Im Teilvorhaben MANÖ-DYN soll das RANSE Verfahren OpenFOAM zur direkten Berechnung des Manövrierverhaltens von Schiffen verwendet und um neue Funktionalitäten erweitert werden. Sowohl die Propulsionsorgane und Maschinendynamik als auch Umwelteinflüsse, wie zum Beispiel Wind und Strömung, werden in den Manöversimulationen berücksichtigt.
 

Um die Einflüsse der Propulsionsorgane auf das Manövrierverhalten von Schiffen mit in die Untersuchungen einzubeziehen, müssen diese modelliert werden. Die geometrische Modellierung steigert den ohnehin hohen Rechenaufwand um ein Vielfaches. Daher werden die Propulsionsorgane durch ein Volumenkraftmodell modelliert, welches auf einem Potentialverfahren basiert.
 

In der Realität ist die Propellerbelastung während eines Manövriervorganges nicht konstant und die Schiffsmaschine reagiert darauf mit einer Drehzahländerung. Um dieses Verhalten in den numerischen Simulationen realitätsnah abbilden zu können, wird ein entsprechendes Modell entwickelt und an das Volumenkraftmodell gekoppelt.
 

Ein weiterer Schwerpunkt in diesem Vorhaben stellen die Maßstabseffekte dar. Hierzu werden Großausführungsmessungen und entsprechende Modellversuche durchgeführt. Anhand der gewonnen Daten werden die entwickelten numerischen Methoden validiert. Die Messungen an der Großausführung und am Modell werden jeweils für ein Einschraubenschiff und ein Zweischraubenschiff vorgenommen.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.