Manövrieren

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Der Einsatz von numerischen Berechnungsverfahren bietet vielfältige Möglichkeiten, Schiffsmanöver zu untersuchen. Im Allgemeinen werden die numerischen Berechnungen analog zu PMM-Versuchen (Planar Motion Mechanism) durchgeführt, bei denen statische und dynamische Simulationen durchgeführt werden, um die Kräfte und Momente als Funktion einer spezifischen Schiffsbewegung zu bestimmen. Daraus lassen sich die hydrodynamischen Koeffizienten ableiten und in ein mathematisches Modell speisen. Bei Berechnung eines vollständigen Satzes hydrodynamischer Koeffizienten können beliebige Manöver simuliert werden. Um die Qualität der numerischen Berechnungen zu verifizieren, werden die Berechnungsergebnisse ständig mit den entsprechenden Messwerten validiert.

Die numerischen Simulationen bieten folgende Möglichkeiten:

  • Manövrierverhalten in Modell- und Großausführung
  • Simulation von statischen und dynamischen Tests
  • Visualisierung der Strömung, detektieren von z. B. Ablösungen
  • Auslegung von Steuerorganen wie Ruder, Querstrahler, usw.

Das Ruder ist das mit Abstand am häufigsten eingesetzte Steuerorgan; es arbeitet im Strömungsfeld des Propellers. Im Folgenden wird die Druckverteilung auf dem Ruder für einen Ruderwinkel von δR = 20° bei rotierendem Propeller und ein Schiff in reiner Gierbewegung dargestellt.

 

  

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Themenbezogene Referenzen/Forschungsprojekte

[1]    Lübke, L.: Investigation of a Semi-Balanced Rudder, 10th Numerical Towing Tank Symposium, Hamburg, 24.09.2007
[2]    Lübke, L.: Investigation of a Semi-Balanced Rudder, 14. SVA Forum, Potsdam, 07.11.2007
[3]    Lübke, L.: Investigation of a Semi-Balanced Rudder, ANSYS Conference & 25th CADFEM Users Meeting 2007, Dresden, 21. – 23.11.2007
[4]    Lübke, L.: Numerische und experimentelle Untersuchungen an einem Halbschweberuder, STG-Sprechtag, Verbesserung der Propulsions- und Manövriereigenschaften von Schiffen, Papenburg, 18.09.2008
[5]    Lübke, L.: Numerische PMM-Tests für Unterwasserfahrzeuge, ANSYS Seminar, Simulationswerkzeuge für die Marine und Offshore Industrie, Hamburg, 05.11.2008
[6]    El Moctar, O., Brehm, A., Lübke, L.: Hydrodynamische und strukturmechanische Untersuchung von Rudern großer, schneller Schiffe (XXL-Ruder), PTJ Statustagung, Warnemünde, 11.12.2008
[7]    Lübke, L.: Numerische und experimentelle Untersuchungen der effektiven Ruderzuströmung beim Manövrieren, 2. SVA Forschungsforum „Theoria cum praxi“, Potsdam, 29.01.2009
[8]    Lübke, L.: Manoeuvering Simulations of Underwater Vehicles, 12th Numerical Towing Tank Symposium, Cortona Italy, 04.-06.10.2009
[9]    Lübke, L.: Investigation of a Semi-balanced Rudder, Ship Technology Research, Vol. 56, No. 2, 2009