Towing Tank Properties
(11/2014 – 03/2017)

Im Forschungsvorhaben sollen Grundlagenuntersuchungen zur Bestimmung und Kontrolle der Konvektions- und Turbulenzeigenschaften des Wassers in der Schlepprinne und deren Einfluss auf die Qualität und Reproduzierbarkeit von Messungen durchgeführt werden.

Die erfahrungsbasierten Versuchsabläufe (Durchfahrten, Intervalle zwischen den Messungen) sollen durch theoretisch und experimentell validierte Verfahren ersetzt werden.

Die Anforderungen an die Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit von Widerstands- und Propulsionsversuchen sind in den letzten Jahren weiter gestiegen. Maßgeblich für diese Entwicklung sind der zunehmende Einsatz von Energy Saving Devices (ESD), die Umsetzung von Slow Steaming und Retrofitting für existierende Schiffe und die intensive Optimierung von neuen Schiffsentwürfen und Propul-sionssystemen zur Reduzierung des Energiebedarfs des Schiffes im Betrieb. Entscheidungen zur Anwendung und Auswahl von ESD und Propellerentwürfen basieren auf Unterschieden in der Propulsionsprognose im Bereich von 1%.

Ziel ist es, auf Basis der im Vorhaben durchzuführenden Analysen einen Bereich der Tankturbulenz und anderer Kenngrößen zu definieren, in deren Range eine Übertragung der Modellversuchsergebnisse auf die Großausführung mit deutlich höherer Genauigkeit als bisher erreichbar ist. Zweiter Baustein ist die Entwicklung eines mechanischen Systems, was diese zu identifizierenden Parameter der Wassereigenschaften im Tank sicherstellt. Zur Bestimmung des Einflusses der Grundturbulenz im Schlepprinnenwasser auf die Umströmung des Schiffes in Wechselwirkung mit der lokalen Turbulenzgenerierung am Vorschiff werden grundlegende messtechnische und numerische Untersuchungen durchgeführt. Auf der Basis des in der SVA verfügbaren PIV-Messsystems sollen Analysen zur Änderung der Konvektions- und Turbulenzeigenschaften im Verlauf von Versuchsserien realisiert werden. Diese Messdaten sind Ausgangspunkt für die Entwicklung von einfachen Messsystemen auf der Basis von laseroptischen Messverfahren, die zur Überwachung der Wassereigenschaften stationär in der Schlepprinne bzw. an geeigneten beweglichen Systemen innerhalb der Schlepprinne installiert werden sollen. Zur Kontrolle der Konvektions- und Turbulenzeigenschaften des Wassers in der Schlepprinne soll ein Verfahren unter Nutzung eines Turbulenzrechens entwickelt sowie experimentell und numerisch validiert werden. Im Rahmen der Entwicklung der autonomen Plattform (räumliche und zeitliche Entkopplung der Generierung einer Grundturbulenz in der Schlepprinne vom Betrieb des Schleppwagens) soll geprüft werden, in wieweit Messtechnik zur Bestimmung der Konvektions- und Turbulenzeigenschaften des Wassers während der Fahrt zur Turbulenzerregung eingesetzt werden kann.

Im Ergebnis des Vorhabens soll eine ganzheitliche Betrachtung von Grundturbulenz und Turbulenzgenerierung zur Gewährleistung der turbulenten Umströmung des Versuchsobjektes erreicht werden. Dies ist ein neuer und zugleich notwendiger Ansatz zur Erhöhung der Mess- und Prognosegenauigkeit.