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Schiffstechnik | Ship Technology<br />
Abstract: It’s not all about speed<br />
Little effort, big impact – boss cap fins and optimized propellers are fashionable, because<br />
they enable ship optimization for slow steaming with little effort. Previous lines<br />
of development are thus practically switched into reverse gear again, efficiency comes<br />
first, speed second. In newly created competition propeller manufacturers outdo each<br />
other with solutions. Meanwhile, numerical methods and 3D printing are slowly but<br />
surely changing the design and testing processes.<br />
Further information: redaktion@hansa-online.de<br />
schungsschiffe kommt der Reduktion<br />
von elektrischen und magnetischen Signaturen<br />
eine zunehmend größere Bedeutung<br />
zu, da hier die propellerbedingte<br />
Geräuscherzeugung bereits erheblich<br />
reduziert werden konnte. Um hier noch<br />
weitere Fortschritte zu ermöglichen, wird<br />
unter anderem der Einsatz von Kunststoffen<br />
und reibungsmindernden Beschichtungen<br />
erforscht.<br />
Numerik vs Tank<br />
Beim Entwurf von Rumpfformen und<br />
Propellern steht der klassische Versuch<br />
im Schlepptank schon seit einiger Zeit<br />
unter Beschuss. Während die Vorreiter<br />
im Bereich Computational Fluid Dynamics<br />
(CFD) wie ANSYS, CD-adapco bzw.<br />
Siemens und Numeca schon länger einen<br />
Abgesang auf das Testbecken angestimmt<br />
haben, kann Johannsen hier noch<br />
keine eindeutige Trendwende erkennen.<br />
»Bei der <strong>HS</strong>VA – und vermutlich bei allen<br />
anderen Propellerentwerfern – ist es nach<br />
wie vor so, dass man sich im Wesentlichen<br />
auf potenzialtheoretische Verfahren<br />
verlässt. Im Schiffsentwurf, bei der Linienentwicklung,<br />
ist es aber eindeutig so,<br />
dass man heute vermehrt RANS-Rechnungen<br />
macht, und auch im Großausführungsmaßstab<br />
versucht, Nachströme<br />
und Schiffswiderstände zu berechnen«,<br />
erklärt er.<br />
Laut Heinke liefern die CFD-Verfahren<br />
Details über Strömungsvorgänge, die experimentell<br />
nicht oder nur mit großem<br />
Aufwand gewonnen werden könnten.<br />
Die Möglichkeiten zur hydrodynamischen<br />
Bewertung und Optimierung mittels<br />
CFD hätten sich sowohl durch moderne<br />
Berechnungsmethoden als auch<br />
durch leistungsfähigere Hardware erheblich<br />
verbessert. »Auf dem Gebiet der vergleichenden<br />
Entwurfsbewertung (design<br />
ranking) kommen die Vorteile der CFD<br />
Methoden voll zu Geltung, da der Effekt<br />
von Geometrieänderungen schnell und<br />
einfach herausgearbeitet werden kann«,<br />
so der Mann von der SVA.<br />
Über die Bestimmung der Integralwerte<br />
wie Schub und Drehmoment hinaus<br />
müssten zur Beurteilung eines Propellers<br />
die Kavitationseigenschaften bestimmt<br />
werden, um Aussagen über kavitationsbedingten<br />
Schubabfall und die Druckschwankungen<br />
treffen zu können. »CFD-<br />
Verfahren können im Allgemeinen die<br />
am Propeller auftretenden unterschiedlichen<br />
Kavitationsarten nicht voll erfassen<br />
und erreichen in vielen Fällen die erforderliche<br />
Prognosegenauigkeit nicht«, erklärt<br />
er. Die hydroakustische Bewertung<br />
von Propellern mittels Berechnungsverfahren<br />
befinde sich momentan noch im<br />
Forschungsstadium.<br />
Sowohl in der Versuchsanstalt in<br />
Hamburg als auch in Potsdam halten die<br />
Experten Modellversuche trotz der Fortschritte<br />
in den theoretischen und numerischen<br />
Methoden für unerlässlich, um<br />
quantitativ zuverlässige Aussagen zu erhalten.<br />
Modellversuche und Großausführungsmessungen<br />
seien weiterhin notwendig<br />
für die Prüfung der Annahmen<br />
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HANSA International Maritime Journal – 155. Jahrgang – 2018 – Nr. 3 69