Die Entwicklung und Auslegung von Propulsionssystemen wirft u. a. eine Vielzahl von hydrodynamischen Fragen auf. Für den Designer sind zur Optimierung des Systems detaillierte Kenntnisse über das Betriebs- und Kavitationsverhalten unabdingbar.

Ein wesentliches Instrument zur Beantwortung dieser Fragen ist die viskose Strömungsberechnung. Diese Untersuchungsmethode ermöglicht die genaue Untersuchung der Strömungsvorgänge am Propulsionsorgan bei Berücksichtigung von Druck und Reibung. Gerade bei Propulsionssystemen ist Kavitation immer wieder ein zentrales Thema. Die Forschung nach ihren Ursachen und der Vermeidung am konkreten Objekt erfordert lokale Einblicke in die Strömung, die experimentelle Untersuchungsmethoden allein nicht leisten können.

Schwerpunkte der numerischen Untersuchungen an Propulsionssystemen sind Analysen
- der Freifahrtcharakteristik,
- des Kavitationsverhaltens,
- der propellerinduzierten Druckschwankungen und
- der Verstellmomente an Propellerflügeln.

Düsenpropeller

Durch zahlreiche numerische und experimentelle Untersuchungen von Düsenpropellern hat die SVA Potsdam eine breite Wissensbasis bezüglich  der Ursachen des kavitationsbedingten Schubabfalls erarbeitet. Um die Wirkmechanismen zu untersuchen, welche letztlich den Schubabfall des Düsenpropellers herbeiführen, können solche Untersuchungen mit und ohne Berücksichtigung der Kavitationsausbreitung durchgeführt werden.

Die Auswertung von Kavitationsversuchen und CFD-Berechnungen mit unterschiedlichen Düsenpropellern zeigt, dass der Düsenschubabfall eintritt, wenn die gesamte Sehnenlänge der Flügelspitze im Spalt zwischen Flügel und Düse mit Kavitation bedeckt ist. Diesen Betriebszustand eines Düsenpropellers dokumentiert die folgende Abbildung.

Druckschwankungen

Die Verbesserung der Vorhersage der durch Kavitation am Propeller verursachten instationären Druckschwankungen am Hinterschiff mit Hilfe der numerischen Simulation ist Gegenstand aktueller Forschungen. Auf diesem Gebiet wird eng mit den Software-Entwicklern  zusammengearbeitet, um die Berechnungsverfahren ständig weiter zu entwickeln. In umfangreichen Untersuchungen erfolgt die Validierung der Berechnungen an Versuchsergebnissen.

Untersuchung von Podantrieben

Die Schwerpunkte der Untersuchungen von Podantrieben liegen neben der Untersuchung des Betriebs- und Kavitationsverhalten im Allgemeinen in der Abschätzung der auftretenden Kräfte auf den Podantrieb beim Steuern (Schräganströmung). Bei der Suche nach der optimalen Form des Podgehäuses oder bei der Bewertung von unterschiedlichen Konstellationen (Zugpropeller, Schubpropeller, Twin-Propeller) ist die numerische Strömungsberechnung ein unverzichtbares Werkzeug geworden.