Das Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung und die Validierung von numerischen Methoden und das Erstellen von Handlungsanweisung für die Berechnung der Harmonischen und des breitbrandigen Geräuschspektrums von Schiffspropellern.
| Titel: | Untersuchung der vom Propeller abgestrahlten Geräusche |
| Laufzeit: | 10/2015 – 09/2018 |
| Projektmanager: | L. Lübke |
| Förderung: | Bundesministerium für Wirtschaft und Energie |
| Projektträger: | Projektträger Jülich |
| Partner | VTT, Finflo Oy, Mecklenburger Metallguss GmbH |
| Reg.-Nr.: | 03SX398A |
Ein wichtiger Aspekt für die Prognose der Unterwasserschalls ist die Fluid-Struktur Kopplung (FSI). In strukturmechanischen Berechnungen sollen die Eigenfrequenzen des Propellers genauer untersucht werden. In den strömungsmechanischen Berechnungen liegt der Schwerpunkt der Untersuchungen auf der Selbstanregung der Propellerflügel aufgrund von Instabilitäten an der Profilaustrittskante. Hier sind umfangreiche Simulationen notwendig, um die hydrodynamische Anregung richtig zu berechnen. Ferner sollen hydro-elastische Effekte am Propeller infolge einer inhomogenen Strömung und deren Einfluss auf die propellerinduzierten Druckschwankungen unter Berücksichtigung der Kavitation untersucht werden. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Untersuchung von Wolkenkavitation und der verbesserten Prognose der kavitationsbedingten Geräuschabstrahlung.
Die im Vorhaben entwickelten Verfahren sollen durch Versuche im Modell- und Großausführungsmaßstab validiert und kalibriert werden. Dazu sollen Laborversuche mit dem Standardkavitator der ITTC (Untersuchung der Schallabstrahlung durch unterschiedliche Kavitationsarten) und Propellern ohne und mit Kavitationsidentität in homogener und inhomogener Zuströmung durchgeführt werden. Die Untersuchungen mit einem im Vorhaben entwickelten Propeller dienen der Analyse und der Bewertung der Effektivität moderner, akustisch optimierter Propeller und deren Geräuschabstrahlung. Die Ergebnisse der Modell- und Großausführungsmessungen und Berechnungen sollen zur Weiterentwicklung der Prognoseverfahren für Kavitationsgeräusche verwendet werden. Ein weiterer Aspekt der Untersuchungen ist, unterschiedliche Ansätze bei den Schallmessungen im Kavitationstunnel zu untersuchen und die Messtechnik zu verbessern, wobei ITTC-konforme und nicht- ITTC-konforme Schallmessungen verglichen werden sollen.
Um die Prognose der vom Propeller induzierten Geräusche zuverlässiger gestalten zu können, sollen die Einflussfaktoren auf das Geräuschspektrum ermittelt werden. Modellpropeller mit unterschiedlicher Anzahl von Flügeln sollen dazu in homogener und inhomogener Zuströmung untersucht werden. Dabei sollen die Druckschwankungen, der Körperschall und der Wasserschall breitbandig gemessen werden. Neben der Erweiterung der Kenntnisse im hydrodynamischen Versuchswesen dienen die Messergebnisse als Grundlage für die Validierung der Berechnungsmethoden.