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SloshControl

Entwicklung eines geregelten Systems zur Dämpfung kritischer Fluidbewegungen auf Schiffen im Seegang / Entwicklung von regelungstechnischen Modellen, numerischen und experimentellen Verfahren für die Dämpfung von Sloshing:

Der Bau von Megayachten und Kreuzfahrtschiffen stellt eine bedeutende Säule der deutschen Schiffbauindustrie dar. Angesichts des hohen und weiter steigenden Bedarfs an beiden Schiffstypen sowie des hohen Innovationsgrades, ist davon auszugehen, dass diese Situation auch in Zukunft bestehen bleibt.

Ein wesentlicher Aspekt bei der Entwicklung neuer Produkte in diesem Marktsegment liegt in der Erhöhung des Komforts und der Steigerung der Sicherheit und Einsetzbarkeit im Seegang. Hierzu zählt zum einen die Reduzierung von Schiffsbewegungen durch aktiv geregelte Systeme und zum anderen die Dämpfung von beweglichen Anlagen und Flüssigkeiten an Bord.

Zu den innovativen Produkten auf Megayachten und Kreuzfahrtschiffen gehört auch das Angebot von Schwimmbeckensystemen, die den neusten Anforderungen in Bezug auf das Design und die Technik entsprechen. Auf Grund der Eigenbewegungen des Schiffes kann das Wasser im Schwimmbecken zum Schwappen (engl. Sloshing). angeregt werden sowie zu Strömungen im Becken, die das Schwimmen erschwert oder unmöglich macht und Personen im Becken gefährdet. Außerdem treten größere Wassermengen über den Beckenrand auf das Deck aus, was aus Sicherheits- und Komfortgründen ebenfalls unerwünscht ist.

Im Projekt SloshControl wird ein Regelungssystem entwickelt, welches bestrebt ist, die Auswirkungen der Schiffsbewegungen auf ein weiteres dynamisches System zu minimieren. Die auf Megayachten oder Kreuzfahrtschiffen installierten Schwimmbecken stellen aufgrund Ihrer Zugänglichkeit und Messbarkeit ein optimales System zur Entwicklung innovativer Dämpfungssysteme dar. Im Projekt SloshControl soll der Einsatzbereich und die Sicherheit der Schwimmbecken deutlich zu vergrößert werden. Dies geschieht durch den Einsatz aktiver, intelligenter Steuer- und Regelungstechnik.

In folgenden Arbeitsfeldern trägt der Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Steuerung (SRS) u. a. zum Projekt SloshControl bei:

• Gesamtkonzeption
• Entwicklung gestufter Regelungskonzepte
• Entwicklung eines verhaltensbasierten, gesteuerten Ansatzes
• Entwicklung eines NN-basierten modellprädiktiven Ansatzes für schmal- und breitbandige Anregungen
• Training und Test auf Basis experimenteller und numerischer Daten
• Aufbau eines Demonstrators für reale Einsatzbedingungen

Hierbei greifen die Arbeiten auf Daten, Modelle und Experimentalsysteme der Projektpartner zurück.

Die Arbeiten basieren im wesentlichen auf der Verwendung von Neuronalen Netzen zur realzeitfähigen Approximation der Wellendynamik sowie Modellprädiktiven Regelungen zur realzeitfähigen Realisierung der Regelung

Projektlaufzeit:

• 36 Monate (8/2020 – 7/2023)

Projektbearbeiter im Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik:

• Marcel Zydeck

Wissenschaftliche Hilfskräfte im Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik:

• NN

Assoziierte Mitarbeiter im Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik:

• Mark Spiller

Projektleitung:

• Fateme Bakhshande
• Dirk Söffker

Projektpartner:

• Fr. Lürssen Werft GmbH & Co. KG
• Universität Duisburg-Essen

Beteiligte Lehrstühle/ Abteilungen an der UDE:

• Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (Prof. El Moctar)
• Lehrstuhl Steuerung, Regelung und Systemdynamik (Prof. Söffker)

Zugehörigkeit zu Profilschwerpunkten der Fakultät für Ingenieurwissenschaften an der UDE:

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