Einführung von viskosen Strömungssimulationen in den frühen Entwurfsprozess
Bei diesem Projekt handelt es sich um ein abgeschlossenes Projekt.
Seit längerem werden CFD-Verfahren (CFD: Computational-Fluid-Dynamics) im Schiffsentwurf zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit eines Schiffsentwurf eingesetzt. Da der zur Verfügung stehende Zeitrahmen gerade in der frühen Entwurfsphase sehr eng bemessen ist, muss beim Einsatz der CFD-Verfahren ein Kompromiss zwischen einer gewünschten Genauigkeit und einer erforderlichen Schnelligkeit gefunden werden. Obwohl immer schnellere Computer umfangreichere CFD-Berechnungen möglich gemacht haben, verhindern lange Prozesslaufzeiten bisher den Einsatz von viskosen Strömungssimulationen (z.B. RANSE-CFD-Verfahren) im frühen Entwurfsstadium.
Deshalb ist am Institut für Entwerfen von Schiffen und Schiffssicherheit eine Prozesskette für den Einsatz von RANS-CFD-Methoden auch im frühen Schiffsentwurf entwickelt worden. Die Prozesskette deckt den gesamten Vorgang von der Erstellung der Schiffsgeometrie in unserem Schiffsentwurfssystem E4, über die Geometrievorbereitung für die Gittergenerierung, sowie die Gittergenerierung selbst und die eigentliche RANS-CFD Berechnung bis zur Ergebnisauswertung ab. Besondere Aufmerksamkeit wurde gelegt auf einen möglichst automatisierten Ablauf mit wenig Nutzereingriffen, um den Zeitaufwand für den Nutzer und die Fehleranfälligkeit des Prozesses zu reduzieren. Der letztendlich implementierte Prozess erlaubt es eine RANS-CFD-Analyse eines Schiffsrumpfes mit allen Anhängen innerhalb von drei Stunden durchzuführen.
Mehr Informationen erhalten Sie bei den Ansprechpartnern: Hendrik Vorhölter
Publikationen
Folgende Publikationen wurden im Rahmen dieses Forschungsvorhabens erstellt:
| [57945] |
| Title: Operation-Based Ship Design and Evaluation. |
| Written by: Georg Eljardt, Lars Greitsch |
| in: <em>IMDC, Trondheim</em>. (2009). |
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Note: OFF-DESIGN RANS
Abstract: This paper discusses a newly developed approach to ship design. It employs Monte Carlo simulations in order to reproduce and prognosticate lifetime operation conditions of a projected (or existing) vessel. On the basis of statistical environmental data in combination with direct calculations of the vessel’s propulsion it is possible to benchmark different designs regarding e.g. fuel efficiency or rudder cavitation.