Der Nachstromausgleichskanal, auch als Schneekluth-Düse bekannt, ist eine ringförmige Düse, die an einem Einschraubenschiff vor der oberen Hälfte des Propellers angeordnet ist, um die erforderliche Antriebsleistung und durch den Propeller erregte Schwingungen zu verringern. Konzept und Auslegung dafür ergeben sich zum größten Teil aus den Erfahrungen von Modellversuchen. Versuche mit der Großausführung haben sich als zu ungenau erwiesen, so dass das Hauptaugenmerk dabei auf Modellversuche gerichtet ist, bei denen jedoch der Maßstabseffekt zu bewerten ist. In der Hamburger Schiffsversuchsanstalt (HSVA) durchgeführte Modellversuche konnten nur für relativ kleine Reynold'sche Zahlen durchgeführt werden. Viel größere Reynold'sche Zahlen können bei numerischen Strömungsberechnungen verwendet werden, die sich auf die Maßstabseffekte in den o.g. Düsen konzentrieren. Diese Berechnungen lassen auch die Differenz zwischen den Bedingungen mit und ohne Düsenkanal besser erkennen, als Modellversuche. Im Beitrag werden die Ursachen für die Maßstabseffekte an Nachstromausgleichsdüsen beschrieben (Grenzschicht des Schiffskörpers, Strömungsablösung, Reibungskoeffizient). Für die numerischen Strömungsberechnungen kommen der RANSE-Code(Reynolds-averaged Navier-Stokes-Equations) Comet und die Finite Volumen-Methode zur Anwendung. Anhand eines Testfalls für einen E3-Tanker werden die für die Berechnung erforderlichen Parameter beschrieben, das numerische Propulsionsmodell wird mathematisch formuliert und die Gitterzeugung erläutert. Die Berechnungsergebnisse werden diskutiert. In der HSVA durchgeführte Versuche werden erläutert. Die weiteren Ausführungen beziehen sich auf die Simulation von Widerstandsversuchen (Genauigkeit der Widerstandsberechnung, Widerstandskoeffizient, Schiffskörperformfaktor, nomineller Nachstromanteil, Druckverteilung und Nachstromfeld) sowie auf de Simulation von Versuchen mit Eigenanrieb (Simulationsverfahren, erforderlicher Schub, Druckverteilung und Nachstrom, Schubabzugsfaktor, relative axiale Strömungsgeschwindigkeit in der Propellerscheibe, Schubabzug und Nachstrom, Leistungsbedarf). Die Ergebnisse der Berechnungen werden abschließend zusammengefasst und Schlußfolgerungen daraus gezogen, die hauptsächlich den Einfluss der Düse auf den Widerstand, auf die erforderliche Antriebsleistung und auf Propellerschwingungen betreffen.
Power savings by wake equalizing ducts?
Energieeinsparungen durch Nachstromausgleichsdüsen?
Ship Technology Research / Schiffstechnik ; 52 , 1 ; 34-51
2005
18 Seiten, 18 Bilder, 1 Tabelle, 11 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Englisch
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