Druckverteilung auf dem Hinterschiff für die unterschiedlichen Formvarianten
Nachstromfeld während der Optimierung.
Konkurrenzfähige Produkte verlangen einen optimalen Entwurf, der den Anforderungen des Marktes nach günstigen Betriebseigenschaften und hoher Energieeffizienz genügt. Die SVA Potsdam, mit einer langen Tradition und herausragenden Erfahrung auf den Gebieten der Schiffshydrodynamik und der numerischen Fluiddynamik, setzt diese Kompetenzen zur Formoptimierung unter Verwendung von nicht-viskosen und viskosen Berechnungsverfahren ein.
Die Einbindung von viskosen Berechnungsverfahren in die Optimierungsschleife bietet die Möglichkeit, das Hinterschiff sowohl im Maßstab des Modells als auch der Großausführung zu optimieren, wodurch auf die Extrapolation der Modellergebnisse auf die Großausführung verzichtet werden kann. Ferner können Maßstabseffekte bewertet werden.
Die parametrische Formbeschreibung in der Software FRIENDSHIP-FRAMEWORK erlaubt die Optimierung z. B. eines Schiffsrumpfes auf Basis von stochastischen, deterministischen und genetischen Algorithmen.
An der SVA Potsdam wurde eine parametrische Schiffsformbeschreibung für die Optimierung des Vor- und Hinterschiffes entwickelt. Als Gütekriterium ist und bleibt der Schiffswiderstand ein vorrangiges Optimierungsziel und wird angesichts der prognostizierten Preisentwicklung für am Ölmarkt wahrscheinlich noch an Bedeutung gewinnen. Durch die Verwendung von viskosen Berechnungsverfahren wird die Optimierung des Vor- und Hinterschiffes möglich.
Das Nachstromfeld wird i. A. nicht als Gütekriterium in der Optimierung herangezogen. Nichtsdestotrotz hat die Nachstromhomogenität einen entscheidenden Einfluss auf den Propellerentwurf und großen Einfluss auf die propellerinduzierten Druckschwankungen, einer der Hauptquellen für Vibrationen und Geräusche.
Die Vorteile für den Kunden, die mit einer formalen Optimierung erzielt werden können, sind:
- Reduzierung des Brennstoffverbrauchs
- Reduzierung der Kohlendioxidemissionen führt zu umweltfreundlicheren Schiffen
- Reduzierung der Schubexzentrizität durch eine höhere Nachstromhomogenität
- Der Propeller kann, im Falle einer höheren Nachstromhomogenität, besser an die Anströmung angepasst werden
- Optimierungen können im Maßstab der Großausführung durchgeführt werden, die Extrapolation von Modellversuchsergebnissen entfällt
Die Einbeziehung weiterer Optimierungskriterien ist möglich.