Projekte Wellen-Struktur-Wechselwirkung
Numerische und experimentelle Untersuchung hydroelastischer Effekte von großen schwimmenden, verankerten und mechanisch-gekoppelten Mehrkomponenten-Offshore-Plattformen
Daten
Bearbeiter:
Dr.-Ing. Changqing Jiang
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Förderung:
Projektparner:
- Prof. Dr. Guiyong Zhang,
Dalian University of Technology
Projektinformationen
Das Projekt befasst sich mit sehr großen schwimmenden Offshore-Plattformen (VLFS) unter komplexen maritimen Umgebungsbedingungen in küstennahen Gewässern. Zur Untersuchung der Bewegung und Strukturverformung von schwimmenden großen Offshore-Strukturen in Wellen werden sowohl numerische als auch experimentelle Methoden eingesetzt. Dabei werden hauptsächlich die folgenden vier physikalischen Aspekte adressiert: Nichtlineare Wellenausbreitung unter komplexen topographischen Bedingungen, dynamische Eigenschaften von komplexen Verankerungssystemen, hydroelastische Effekte von VLFS und die mechanische Kopplung der einzelnen Module einer VLFS. Zwecks Untersuchung der o.g. physikalischen Phänomene sollen mathematische Modelle entwickelt und mittels Modellversuchsergebnissen validiert werden. Der numerische Ansatz koppelt Navier-Stokes-Gleichungen, nichtlineare Starrkörperbewegungsgleichungen, lineare Bewegungsgleichungen für die elastische Strukturverformung, Gleichungen für Verankerungssysteme und Gleichungen für die mechanische Kopplung einzelner Module.
Entwicklung eines geregelten Systems zur Dämpfung kritischer Fluidbewegungen auf Schiffen im Seegang (SloshControl)
Daten
Bearbeiter/innen:
Jasmin Stöcker
Yan Qi
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Dr.-Ing. Jens Neugebauer
Förderung:
Projektträger:
Projektpartner:
Projektinformationen
Im Rahmen des Projekts SloshControl werden aktive Dämpfer zur Reduktion der infolge der Schiffsbewegung entstehenden Wellen in einem Schwimmbecken entwickelt. Das Schwimmbecken soll sich dadurch auszeichnen, dass das auftretende Schwappen mit Hilfe aktiver Dämpfersysteme reduziert wird und dadurch der Badebetrieb auch bei Seegang aufrechterhalten werden kann, ohne die nutzbare Beckengröße zu verringern. Zunächst wird ein mathematisches Modell basierend auf den Flachwassergleichungen zur Berechnung der freien Oberfläche in Schwimmbecken in Abhängigkeit der Schiffs- und Dämpferbewegungen entwickelt und validiert. Anschließend wird in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern ein Konzept für aktive Dämpfer sowie gestufte Regelungsalgorithmen entwickelt. Schließlich werden für die Validierung der numerischen Methoden und der Regelungsalgorithmen sowie für Demonstrationszwecke Modellversuche mit dem entwickelten System durchgeführt.
Experimentelle (links) und numerische (rechts) Untersuchung der aktiven Dämpfung von Sloshing in einem Schwimmbecken
Evolutionäre Sicherheitskonzepte leichter Hubschrauber im Brandfall und bei Notwasserung (EvoS-BraWa)
Daten
Bearbeiter:
Simon Tödter
Eduardo Katsuno
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Dr.-Ing. Andreas Peters
Förderung:
Projektträger:
Projektpartner:
Projektinformationen
Das Projekt befasst sich mit der Schwimmstabilität und der Fähigkeit des Notwasserns leichter Hubschrauber. Hierbei besteht das Hauptziel darin, ein numerisches Verfahren zur Berechnung der hydroelastisch-plastischen Stoßlasten beim Notwassern und der dynamischen Schwimmstabilität von Hubschraubern in unregelmäßigen steilen Seegängen weiterzuentwickeln. Es werden umfangreiche experimentelle Untersuchungen durchgeführt, die zur Validierung des numerischen Verfahrens dienen. Darüber hinaus sollen hydroelastisch-plastische Effekte auf die Lasten bei Eintauchvorgängen gewonnen werden.
Simulation des Notwassern eines Hubschraubers
Untersuchung hydroelastischer Effekte und der Ventilation auf Slamminglasten
Daten
Bearbeiter:
Simon Tödter
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Förderung:
Projektinformationen
Schiffs- und Offshore-Strukturen sind in schwerer See hohen welleninduzierten Stoßlasten ausgesetzt. Diese Slamminglasten können zu lokalen Strukturschäden und zu einer erheblichen Überhöhung der globalen Lasten führen. Weiterhin können sie Schwingungen induzieren und somit den Komfort von Passagieren und Besatzung beeinträchtigen. Im Rahmen des Projekts werden Slamminglasten unter Berücksichtigung hydroelastischer Effekte experimentell untersucht. Das übergeordnete Ziel besteht darin, ein detailliertes Verständnis des Eintauchprozesses und der verbundenen Stoßlasten in Abhängigkeit von variierenden Parametern zu erlangen.
Numerische Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Sloshing und Pumpenturm
Daten
Bearbeiter:
Michael Thome
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Förderung:
Projektinformationen
Im Rahmen dieses Projektes wird die Wechselwirkung zwischen Sloshing und der Struktur eines Pumpenturms in einem teilgefüllten Tank untersucht. Hierbei werden das Geschwindigkeitsfeld, die freie Oberfläche und die Sloshing-induzierten Drücke an den Tankwänden sowie die Turmlasten mit einem numerischen Verfahren berechnet. Für die Untersuchungen wird ein oktogonaler Versuchstank eingesetzt.
Experimentelle und numerische Untersuchung von wirbelinduzierten Schwingungen zylindrischer Körper
Daten
Bearbeiter:
Simon Tödter
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Förderung:
Projektinformatien
Die Türme von Offshore-Windkraftanlagen werden vor der Installation in den Häfen häufig vertikal aufgestellt. Bei bestimmten Windgeschwindigkeiten sind diese Türme wirbelinduzierten Schwingungen unterworfen und können innerhalb weniger Tage bis zu einem Drittel ihrer Lebensdauer einbüßen. Das Ziel des Projekts besteht darin, eine passive Strömungskontrollmethode für Offshore-Windkrafttürme zu entwickeln und ihre Wirksamkeit experimentell zu untersuchen.
Untersuchung von Sloshing in teilgefüllten Tanks unter Berücksichtigung von Dichteverhältnis und Phasenwechsel
Daten
Bearbeiter:
Dr.-Ing. Andreas Peters
Betreuer:
Prof. Dr.-Ing. Bettar el Moctar
Förderung:
Projektinformationen
Im Rahmen eines von der DFG geförderten abgeschlossenen Projektes wurden Einflüsse von Phasenwechsel und Dichteverhältnis zwischen Gas- und Flüssigphase auf Sloshing und Sloshing-induzierte Drücke untersucht. Hierzu wurde ein Versuchstank konstruiert und Prozeduren entwickelt, welche die Verwendung von Wasser als flüssiger Phase und Luft oder eine Gasmischung mit einer hohen Dichte als Gasphase ermöglichte. Weiterhin wurden Versuche mit siedenden Flüssigkeiten und reduziertem Druck durchgeführt. Drücke an den Tankwänden wurden mit Hilfe von bündig eingesetzten Miniatur-Drucksensoren gemessen. Darüber hinaus wurde das Verhalten der freien Oberfläche mittels Hochgeschwindigkeits-Videoaufnahmen sowie die Messung von Strömungsgeschwindigkeiten im Tank mittels PIV untersucht. Im Rahmen dieses Projektes wurde der Einfluss des Dichteverhältnisses und der Viskosität numerisch untersucht.
