Die Bereitstellung einer verlässlichen Prognose für die Propulsionseigenschaften eines Schiffs ist eine wichtige Grundlage für seinen ökonomischen Betrieb. Nach wie vor geschieht dies auf Basis von Modellversuchen mit mehreren empirischen Korrekturen zur Berücksichtigung des Einflusses der Modellgesetze. Im Vorhaben wurde am Beispiel von 23 ausgesuchten Propellerentwürfen aus dem Produktionsprogramm von MMG der Einfluss der Reynoldszahl auf die Freifahrtcharakteristik der Propeller mit Hilfe von CFD Berechnungen untersucht. Ziel war es, die Propellerkennwerte direkt für die Großausführung zu berechnen bzw. die globale empirische Korrektur nach bisherigen Verfahren durch eine besser abgesicherte zu ersetzen. Es wurden -umfangreiche Untersuchungen zur Netzgenerierung des Propellers und des Strömungsgebietes durchgeführt mit dem Ziel, den Vorgang für die Routineanwendung weitestgehend zu standardisieren; -Berechnungen zur Art der Strömung (laminar/turbulent) an 2- und 3-dimensionalen Profilen sowie Propellern durchgeführt und mit Farbversuchen verglichen; -mit dem letztendlich festgelegten Berechnungsablauf die Kennwerte aller ausgewählten Propeller für verschiedene Reynoldszahlen (MSCalc und FSCalc) berechnet und mit den Modellversuchen bzw. den empirisch korrigierten Großausführungswerten verglichen; -Vergleichsrechnungen zum Einfluss bestimmter geometrischer Parameter (EAR, Skew, P/D, CTH) durchgeführt; -Grundlagen für ein verbessertes Korrekturverfahren abgeleitet und relevante Einflussgrößen aus statistischer Auswertung ermittelt; -Ermittlung der Koeffizientenmatrix und Anwendung des verbesserten Umrechnungsverfahrens auf alle untersuchten Propeller. Ergebnisse: -Es wurde eine Methode für die Durchführung von CFD-Berechnungen zur Bestimmung der Freifahrtcharakteristik von Propellern erarbeitet. Diese ist für alle denkbaren Strörnungszustände (Modell bis Großausführung) und unterschiedlichen Flügelformen anwendbar. Im Falle unkonventioneller Ausführungen (CL T, TipFin, u.a.) ist eine Evaluierung mit Modellversuchen erforderlich. Die standardisierte Methode wird ab sofort für die Nachrechnung von Freifahrtversuchen (Modell) und die direkte Berechnung der Freifahrtcharakteristik (Großausführung) verwendet; -Basierend auf den durchgeführten CFD-Berechnungen wurde ein Umrechnungsverfahren entwickelt, dass eine verbesserte Übertragung der hydrodynamischen Eigenschaften des Propellers vom Modell auf die Großausführung ermöglicht; -Die erarbeite Methode zur Durchführung von CFD-Berechnung sowie das Umrechnungsverfahren werden zukünftig für die Prognosen aktueller Projekte bei MMG eingesetzt; -Durch deren Anwendung wird eine erheblich höhere Prognosegenauigkeit der Betriebskurven des Schiffes erreicht, auf deren Basis eine gesicherte Optimierung für einen ökonomischen Betrieb der Antriebsanlage erfolgen kann.


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    Titel :

    HyProCon - Einfluss der Maßstabseffekte auf die hydrodynamischen Eigenschaften von Propellern großer Containerschiffe. Abschlussbericht


    Beteiligte:
    Müller, S.B. (Autor:in) / Hilbert, G. (Autor:in) / Abdel-Maksoud, M. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2009


    Format / Umfang :

    97 Seiten, 81 Bilder, 6 Tabellen, 30 Quellen


    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch