Forschung

Das Institut für Nachhaltige und Maritime Systeme (INAM) befasst sich schon seit Jahrzehnten mit der Entwicklung maritimer Systeme auf verschiedenen Skalen, sowohl in der Grundlagen- als auch der angewandten Forschung. Hier spielt das Thema Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle, da wir mit unseren Entwicklungen anstreben, den Energiebedarf maritimer Systeme zu reduzieren oder die Leistungsfähigkeit der Systeme bei gleichem Energiebedarf zu erhöhen. Außerdem bearbeiten wir eine Reihe von Projekten, die sich mit der Automatisierung der Schifffahrt befassen. Auch Themengebiete, die sich mit Aerodynamik und Luftfahrzeugen befassen, sind Gegenstand der Forschung am INAM. Bei allen Forschungsaktivitäten streben wir einen zügigen Transfer der Forschungserkenntnisse in die Ausbildung unserer Studierenden sowie in die maritime Wirtschaft an.

Die Erforschung von Kavitation, Wellen-Struktur-Wechselwirkung sowie die Entwicklung nachhaltiger und autonomer maritimer Systeme sind wesentliche Arbeitsfelder am INAM. Speziell geht es u.a. um kavitierende Strömungen, wellen-induzierte Lasten und Bewegungen von Schiffen und schwimmenden Windkraftanlagen, Verankerungssysteme, strömungs-induzierte Schwingungen, die Notwasserung von Luftfahrzeugen, Strömungskontrolle, Manövrieren von Schiffen, Widerstand und Propulsion im Flachwasser und in Wellen, Aerodynamik von Schiffen und Windkraftanlagen, Automatisierung von Wasserfahrzeugen, Antriebssysteme, Sloshing in teilgefüllten Tanks, Slamming, Propulsionssysteme und Sicherheitsvorschriften. Methodisch werden sowohl numerische als auch experimentelle Verfahren entwickelt und eingesetzt.

Die Forschung wird vom Institutsleiter, Prof. Bettar el Moctar und den Gruppenleitern Dr. Jens Neugebauer, Dr. Udo Lantermann und Dr. Andreas Peters geleitet. Die Gruppenleiter bearbeiten dabei zueinander komplementäre Forschungsfelder: Forschungsthemen in Zusammenhang mit numerischen Berechnungsverfahren werden von Dr. Udo Lantermann geleitet. Dr. Andreas Peters befasst sich primär mit numerischen Berechnungsverfahren mit Fokus auf Kavitation sowie Themen im Bereich Offshore-Windenergie. Der Themenkomplex Automatisierung, Messtechnik und datenbasierte Methoden wird von Dr. Jens Neugebauer bearbeitet.

Das INAM verfügt über moderne und sehr gut ausgestattete Labore und Anlagen. Hierzu zählen ein Kavitationstunnel, ein Laserlabor für die Untersuchung mikroskopischer Kavitation, ein Sloshinglabor mit einem Hexapod, ein Umlauftank, und eine Slamminganlage. Die experimentelle Ausstattung umfasst Hochgeschwindigkeitskameras, Systeme für Particle-Image und Laser-Doppler Velocimetry (PIV und LDV) sowie Digital Image Correlation (DIC), hochgenaue Inertialsensorik zur Bewegungsmessung (IMU) sowie Sensorik zur Druck- und Kraftmessung. Es bestehen außerdem Kooperationen mit Einrichtungen wie dem Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V. (DST) für die Nutzung eines Wellenkanals oder anderer Versuchsstände. Weiterhin hat das INAM umfangreichen Zugang zu Hochleistungs-Rechenclustern, wie Magnitude und Amplitude der UDE. Die numerischen Methoden umfassen Verfahren der numerischen Strömungsmechanik (CFD), Randelementeverfahren, mathematische Modelle zur Vorhersage des Manövrierverhaltens von Schiffen, Finite-Elemente-Methoden für die Strukturdynamik, datenbasierte Methoden (KI) und Methoden der Molekulardynamik.

Die Forschungsvorhaben werden von den Deutschen Bundesministerien (BMWK, BMDV), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), von der Europäischen Union (EU), der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und vom Land Nordrhein-Westfalen gefördert. Weiterhin führt das INAM regelmäßig im Auftrag von zahlreichen Unternehmen Untersuchungen durch. Es bestehen außerdem umfangreiche Kooperationen mit Universitäten und Unternehmen im In- und Ausland. Die erzielten Forschungsergebnisse werden regelmäßig in führenden internationalen Fachzeitschriften und auf internationalen Konferenzen vorgestellt. Der Leiter des Instituts ist Mitglied in zahlreichen Editorial Boards internationaler Fachzeitschriften sowie nationaler und internationaler Fachgremien.