Verbundvorhaben HYKOPS

Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Schaffung von Geometriestandards und Designmethoden für hydrodynamische Komponenten im Rahmen des Aufbaus eines einheitlichen Frameworks für Entwickler, Versuchsanstalten und Großausführungsfertigung im Verbund.

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Titel: Entwicklung eines Frameworks zum Entwurf hydrodynamischer Komponenten für innovative Manövrier- und Propulsionsorgane
SVA-Teilvorhaben: PROPDETAILS – Generierung von Propellerdaten in Blattschnitten und Erfassung von Konstruktionsdetails
Laufzeit: 03/2016 – 02/2019
Projektmanager: U. Barkmann
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
Projektträger: Projektträger Jülich
Partner Flensburger Schiffbau Gesellschaft, DST, HSVA, Technische Universität Hamburg-Harburg, Universität Rostock, ISA, Mecklenburger Metallguss GmbH, Friendship Systems
Reg.-Nr.: 03SX401C

Im Teilvorhaben PROPDETAILS sollen die Aspekte der Versuchsanstalt in dem Framework berücksichtigt werden. Dieses befasst sich mit der Generierung von Propellerdaten in Form von Blattschnitten aus 3D-Daten und der Erfassung des Einflusses von Konstruktionsdetails auf die Propellercharakteristik. Es soll ein Konverter für PFF-Dateien bereitgestellt werden. Ein Schwerpunkt besteht in der Rückführung von Profildaten aus 3D Geometrien, die durch das Einscannen mit einem fotogrammetrischen System entstanden sind. Eine Methode soll erarbeitet werden, bei der mittels potenzialtheoretischer Berechnungen von den gefertigten Propellern deren Kennlinie berechnet und zur Evaluierung der Fertigungsgenauigkeit herangezogen wird. Der Einfluss von Propellerradien am Propellerfuß und –spitze sowie der Einfluss der Antisingkante soll im Nachstromfeld untersucht werden, um den Einfluss von Propellerdetails auf die Charakteristik aufzuzeigen. Damit sollen Anforderungen an die Genauigkeit der Detailbeschreibung im Framework spezifiziert werden.

Durch eine Anforderungsanalyse werden die notwendigen Fähigkeiten des Frameworks anhand von Propulsionssystemen definiert. Die Basis des Frameworks bildet dass durch Implementierung zu entwickelnde Datenmodell. Im Bereich des hydrodynamischen Designs lassen sich mit potenzialtheoretischen Strömungslösern in verhältnismäßig kurzer Zeit die Strömungsverhältnisse hydrodynamischer Komponenten berechnen. Die SVA Potsdam nutzt dabei VORTEX zur Berechnung von Propellerkennlinien und arbeitet mit PFF-Dateien als Geometriefunktion. Die Implementierung des entwickelten Datenmodells in das VORTEX Programm soll realisiert werden. Es soll eine Methode erarbeitet werden, bei der mittels potenzialtheoretischer Berechnungen von den gefertigten Propellern deren Kennlinie berechnet und zur Evaluierung der Fertigungsgenauigkeit herangezogen wird. Den Ausgangspunkt für die Berechnungen bilden die aus den Oberflächenmessungen gewonnenen 3D-Daten, die in Blattschnittdaten umgerechnet werden. Die Implementierung einer „One Click“–Freifahrtrechnung soll in das Framework erfolgen. Die durchzuführenden Versuche sollen die im Vorhaben entwickelten Verfahren validieren sowie Parameter bezüglich der Genauigkeit der verwendeten Modelle liefern. Damit bilden die Modellversuche die grundlegende Eingangsinformation für die zu entwickelnden Geometriedetails. Das im Forschungsvorhaben HYKOPS zu entwickelnde Datenformat soll im Fall von Propellern Radien an den Flügelfüßen und Flügelspitzen beschreiben. Das zu entwickelnde Datenformat soll allgemeingültig für alle Formen von extrudierten Profilformen definiert werden und somit sämtliche Anhänge und ihre Position am Schiff beschreiben können.