HiOcav

Im Teilvorhaben der SVA des Verbundvorhabens HiOcav sollen experimentelle und numerische Methoden zur mehrdimensionalen Erfassung der Kavitationserscheinungen am Propeller und der Prognose der vom Propeller induzierten Druckschwankungen konzipiert, entwickelt, erprobt und in die Praxis überführt werden.

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Titel: HiOcav – Verbesserte Prognose der durch die Wechselwirkung zwischen Schicht- und Spitzenwirbelkavitation bedingten Druckschwankungen höherer Ordnung
SVA-Teilvorhaben: Mehrdimensionale optische und akustische Erfassung der Schicht- und Spitzenwirbelkavitation am Modellpropeller
Laufzeit: 06/2017 – 05/2020
Projektmanager: R. Klose
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektträger: Projektträger Jülich
Partner: TMS, TUHH (FDS), Uni Rostock (IAE, INT), MMG, FORTech Software GmbH, Otto Piening GmbH
Reg.-Nr.: 03SX435B

Die Messtechnologien des Kavitationsversuchs (Versuchsaufbau, Messtechnik, Messwerterfassung, Messwertauswertung) sollen im Vorhaben auf ein höheres Niveau gehoben werden. Aufbauend auf Arbeiten im FuE-Vorhaben KonKav II sollen zum Entwurf des Dummymodells adjungierte Verfahren in Verbindung mit dem Verfahren CAESES eingesetzt werden. Das bestehende vollparametrische Modell soll verbessert und teilweise ersetzt werden, zusätzlich sollen teilparametrische Modelle der Flächenverzerrung (Morphen) angewandt werden, die der Geometriemanipulation zusätzliche Flexibilität verleihen. Durch die Kopplung von panMARE mit ANSYS und OpenFOAM sollen die Messungen am Propeller effektiv vorbereitet und systematische Berechnungen durchgeführt werden. Die Entwicklung der numerischen Verfahren sowie der Messtechnik zur Erfassung der Kavitation und des Einflusses der Kavitation auf die propellerinduzierten Druckschwankungen sind die Voraussetzungen für die tiefgehende Analyse der Prozesse. Die räumliche Erfassung der Kavitation am Propeller sowie der Wirkung auf die Druckschwankungen ist dabei eine extrem hohe Anforderung, die durch die Zusammenarbeit mit den Partnern gemeistert werden soll.

Dabei stehen folgende Ziele im Fokus:

  • Erhöhte Genauigkeit der Prognose von Druckschwankungen höherer Ordnung durch Verbesserung numerischer Verfahren sowie Weiterentwicklung und Fusion verschiedener optischer und akustischer Messverfahren
  • Besseres Verständnis von Kavitationsvorgängen an der Blattspitze und des Zusammenhangs mit kavitationsinduzierten Druckschwankungen

Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen Untersuchungen mit drei unterschiedlichen Versuchsobjekten und -anordnungen durchgeführt werden: Tragflügel (Phase I), Propeller im axialen Nachstromfeld eines Profils (Phase II), Propeller im räumlichen Nachstromfeld am Schiff (Phase III).

Im Ergebnis des FuE-Vorhabens können die Nutzer des Programmsystems panMARE die Kavitation am Propeller und die damit verbundene Vibrationserregung und Geräuschabstrahlung mit größerer Sicherheit prognostizieren. Den Nutzern der experimentellen Fluid Dynamik können Untersuchungen mit höherer Aussagekraft angeboten werden.