Akustik
(09/2019 – 02/2022)

Ziel des Vorhabens ist die Verbesserung der experimentellen Prognose der von Schiffen und Antriebssystemen abgestrahlten Schallpegelspektren. Gegenüber der üblichen Vorgehensweise, die Schallpegelprognose allein aus Messungen im Kavitationstunnel abzuleiten, sollen akustische Messungen auch in der Schlepprinne durchgeführt und in die Prognose einbezogen werden.

Auf der Basis hybrider Messungen soll ein Konzept der Schallpegelanalyse erarbeitet werden, mit dem die Messergebnisse der Schallmessungen von Schlepprinne und Kavitationstunnel zusammengeführt und zu einem aussagekräftigen Gesamtergebnis zusammengestellt werden können. Die Berücksichtigung der besonderen Eigenschaften der jeweiligen Versuchsanlage ist besonders wichtig. Die Entwicklung der hybriden Schallpegelprognose beinhaltet die Erweiterung der Messverfahren in der Schlepprinne zur Minimierung der Hintergrundgeräusche für das vorbeifah-rende Schiffsmodell und die Erweiterung der Messungen im Kavitationstunnel in den Bereich der Froudschen Ähnlichkeit zur Generierung von Vergleichsspektren. Für die kavitationsfreien Betriebspunkte des Schiffes (Propellers) können schon aus den Messungen in der Schlepprinne ge-naue Prognosen der abgestrahlten Schallpegelspektren erarbeitet werden. Wenn Kavitation auftritt, sind die Schallpegelmessungen im Kavitationstunnel maßgeblich für die Prognose. Durch den Abgleich der Messungen in beiden Versuchsanlagen kann die Genauigkeit der Übertragung der im Kavitationstunnel gemessenen Schallpegel auf Freifeldbedingungen geprüft werden. Da im Kavitationstunnel häufig nur ein Propeller von Zwei- und Mehrschraubenschiffen vermessen wird, können die notwendigen Korrekturen zur Berücksichtigung des Einflusses von mehreren Propellern auf die Schallspektren aus den Schlepprinnenmessungen abgeleitet und Verfahren überprüft werden.

Die experimentellen Untersuchungen sollen durch theoretische Arbeiten begleitet werden. Dabei sollen Kenntnisse über Simulationsergebnisse zu Schallausbreitung in der Schlepprinne unter Beachtung von Wand- und Bodenreflektionen, sowie dem Einbezug des Strandes erlangt werden. Randelementeverfahren können Aufschluss über eine günstige Positionierung der Schallsensoren geben. Ebenso sollen CFD-Berechnungen zur Kavitationstunnelmessstrecke durchgeführt werden. Dies festigt die Kenntnisse über die Schallausbreitung in dieser spezifischen Versuchsanlage und soll zur Bewertung der später gemessenen Schallpegelspektren beitragen.

Eine Verbesserung der Prognosegenauigkeit bei Betrachtung von nur einer Dummymodellhälfte, und damit von nur einem Antrieb eines Zweischraubenschiffes soll anhand von Großausführungsmessdaten geprüft werden. Zur Umrechnung von Messungen im Modellmaßstab zu Großausführungen sollen Empfehlungen erarbeitet werden, wie eine Umrechnung auf Zweischrauber erfolgen kann. Dabei ist vor allem zu beachten, dass bei Antrieben bei denen die Propellerflügel keine feste Phasenlage zueinander habe die Zweipoltheorie berücksichtigt werden muss.