In diesem Beitrag wird ein Berechnungsverfahren für die Vorhersage von Strömungsvorgängen in teilweise gefüllten Tanks von Schiffen und Ölplattformen vorgestellt. Das Verfahren beruht auf der Finite-Volumen-Methode für Kontrollvolumina beliebiger Form und berechnet mit Hilfe der sogenannten Interface-Erfassungsmethode die Strömung der Luft und der Flüssigkeit. In den präsentierten Beispielen werden die mit dem Gittergenerator der Firma CD-adapco automatisch erzeugten Polyedergitter verwendet. Neben den Erhaltungsgleichungen für Masse und Impuls wird auch eine Gleichung für den Volumenanteil der Flüssigkeit im Lösungsraum gelöst. Ein Vergleich der berechneten Druckvariationen mit Meßwerten zeigt, daß sowohl die qualitative Änderung der Druckschwankung, als auch die Verminderung der Druckspitzen gut vorhergesagt und der Resonanzfall durch die Simulation eindeutig identifiziert wurde. Bei der dreidimensionalen Simulation der Tankwandbelastung durch Schwappen in Tanks komplizierter Forrm wurden gleichzeitig die Strömung des Meerwassers um das Schiff, die Strömung in den Tanks und die Bewegung des Schiffes infolge der wirkenden Kräfte erfaßt. Insbesondere durch die Anwendung von überlappenden Gittern und die kontinuierliche Steigerung der Rechenleistung moderner Rechner werden zunehmend naturgetreue Simulationen im Entwurfsstadium zur frühzeitigen Ermittlung von Belastungen genutzt, die aufwendige Experimente ersetzen.
Simulation der Flüssigkeitsbewegung in Tanks, Sloshing
Schiff und Hafen / Seewirtschaft ; 58 , 2 ; 49-52
2006
4 Seiten, 6 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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