Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Berechnung der Springing-induzierten Lasten höherer Ordnung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bettar Ould El Moctar
• Fachliche Zuordnung: Geotechnik, Wasserbau
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 311018823

Das Vorhaben befasst sich mit der Weiterentwicklung eines dreidimensionalen Randelementeverfahrens basierend auf Rankine-Quellen zur Berechnung von Schnittlasten einer Schiffsstruktur unter Berücksichtigung hydroelastischer Effekte infolge resonanter Schiffsschwingungen (bekannt als Springing). Die für Springing relevanten Kraftanteile werden nichtlinear berücksichtigt. Kraftanteile geringeren Einflusses werden linearisiert. Während die Froude-Krylov-Kräfte nichtlinear in jedem Zeitschritt über der momentan benetzten Rumpfoberfläche berechnet werden, werden die Diffraktions- und Radiationskräfte linearisiert im Frequenzbereich berechnet und mit Hilfe von Faltungsintegralen in den Zeitbereich überführt. Die Berechnung von Schnittlasten unter Berücksichtigung der elastischen Schiffskörperverformung erfordert die Kopplung der Gleichungen zur Beschreibung der Strömung, der Starrkörperbewegungen und der elastischen Strukturverformung. Zur Berechnung der elastischen Verformung werden die Eigenformen der Struktur durch Verwendung eines Finiten-Elemente-Verfahrens basierend auf der Vlasov-Blaken-Theorie und dreidimensionale Strukturmodelle berechnet. Es werden außerdem Ansätze zur Berechnung der hydrodynamischen Dämpfung entwickelt, validiert und in das oben genannte Verfahren implementiert. Das entwickelte Verfahren und Ansätze werden entwicklungsbegleitend umfangreich validiert. Hierzu dienen vorhandene Ergebnisse aus Modellversuchen sowie Berechnungsergebnisse aus Verfahren zur Lösung der Reynolds-gemittelten Navier-Stocks-Gleichungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Paul Sclavounos