SloshControl - Entwicklung eines geregelten Systems zur Dämpfung kritischer Fluidbewegungen auf Schiffen im Seegang

Beteiligte Personen

1. Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar              (Leiter)
    Dr. Ing. Jens Neugebauer                      (Koordinator)
    M. Sc. Yan Qi                                            (Projektbearbeiter – Numerische Modellierung)
    M. Sc Rafael Golf                                     (Projektbearbeiter – Modellversuche)

2. Prof. Dr.-Ing. Dirk Söffker                     (Leiter)
    Dr.-Ing.        Fateme Bakhshande        (Projektbearbeiter - Regelalgorithmik)
    M. Sc. Marcel Zydeck                             (Projektbearbeiterin - Regelalgorithmik)

3. Dr.-Ing. Bernhard Urban                       (Leiter)
    M. Sc. Lasse Theilen                               (Projektbearbeiter – Numerik / Modellversuche)

Projektbeschreibung

Gegenstand ist die Entwicklung regelungstechnischer Modelle und numerischer Verfahren sowie deren Validierung mittels physikalischer Modellversuche für die Dämpfung von Sloshing in Schwimmbecken auf Passagierschiffen. Hierzu wird ein aktives Dämpfungssystem entwickelt und im Laufe der Projektlaufzeit anhand numerischer Simulationen, physikalischer Modellversuche und Großausführungsmessungen validiert.

Die Dämpfung soll einen Badebetrieb in moderaten Seegängen ermöglichen, in denen dies bisher nicht realisierbar ist. In einem nächsten Schritt wird ein effizientes Randelementeverfahren basierend auf der Potenzialtheorie für die Berechnung und Überwachung des durch Schiffsbewegungen induzierten Sloshing in dem mitbewegten Schwimmbecken entwickelt und validiert. Dieses erlaubt eine detaillierte Abbildung der freien Oberfläche im Becken, so dass alle not-wendigen Daten zum Training der Regleransätze generiert werden. Weiterhin werden gestufte Regelungsalgorithmen für die aktiven Dämpfer entwickelt.

Diese werden mittels Ergebnisse aus numerischen Simulationen und physikalischen Modellversuchen, in denen die aktiven Dämpfer und die Regelung berücksichtigt sind, unter Vorgabe verschiedener Bewegungsanregungen trainiert. Schließlich wird das Gesamtsystem bestehend aus Schwimmbecken einschließlich Regler in Kombination mit Sensorik und aktiven Stellelementen (Dämpfern) im Modellversuch validiert.

Projektlaufzeit: 01.08.2020 – 31.07.2023Förderung

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Zur Fördermaßnahme: Maritimes Forschungsprogramm
Förderkennzeichen: 03SX509B

Projetpartner

1. Universität Duisburg-Essen (ISMT) Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme

2. Universität Duisburg-Essen (SRS) Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik

3. Fr. Lürssen Werft GmbH & Co. KG (Lürssen) Universität Duisburg-Essen (SRS) Lehrstuhl