Strömungen an der freien Oberfläche in der Nähe eines die Oberfläche durchdringenden Körpers zeigen oft einen streng nichtlinearen Charakter, der sich in Form einer Strahlerzeugung und einer Wellenbrechung äußert. Die Modellierung dieser Vorgänge ist äußerst schwierig. Zur Bestimmung der exakten nichtlinearen Zustände an der freien Oberfläche sind in letzter Zeit zahlreiche Untersuchungen unter Verwendung einer parabolischen Näherung der Strömungsgleichungen durchgeführt worden. Diese Vorgehensweise wird auch als 2D + 1/2 oder als 2D + t -Theorie bezeichnet. Der Beitrag beschreibt anhand eines Literaturüberblicks die Grundlagen, die Entwicklung und die Anwendung dieser Theorie. Der Schwerpunkt liegt dabei auf praktischen Problemen, u.a. auf der Entstehung von Spritzsee (Gischt) und auf das Brechen von Wellen. Zur Erläuterung der Methode werden Berechnungsbeispiele angeführt. Die Literaturübersicht zu dieser Problematik beinhaltet die folgenden Komponenten: dünne Körper, axialsymmetrische schlanke Körper, Stoßbelastungen und Gleiten, schlanke Flügelprofile und Stromlinienablösung, Hochgeschwindigkeitsverdrängungsschiffe, Manövrieren von schlanken Körpern, Schiffe im Seegang, Streifentheorie, Wechselwirkung des Schiffsbugs mit den Wellen, Wasser auf dem Deck, Schwerkraftprobleme, durch Schiffe hervorgerufene Wellen, Spritzer und divergente Wellen, Hochgeschwindigkeitsschiffe. Weiterhin wird das formale mathematische Verfahren für die 2D + t -Theorie erläutert (formale Asymptoten, Strömung nahe und fern dem Schiffsrumpf, nach oben gerichtete Strömungen). Beispielhaft wird die Berechnungsmethodik für stetige und unstetige Strömungen beschrieben. Die 2D + t - Theorie erfaßt die Haupt-Nichtlinearitäten der Strömung sowie die Vorwärtsgeschwindigkeit sowie den Einfluß von Schwerkraft und von dreiddimensionalen Effekten, die bei der Simulation von Bugströmungen und von Hochgeschwindigkeitsströmungen von Bedeutung sind. Da die zweidimensionale Berechnung mit hoher Auflösung erfolgen kann, können Strahlen, die sich entlang dem Schiffsrumpf entwickeln und sich brechende, divergierende Wellen realistisch simuliert werden.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library

    Order at Subito €


    Export, share and cite



    Title :

    On the prediction of nonlinear free-surface flows past slender hulls using 2D+t theory: The evolution of an idea


    Additional title:

    Über die Vorhersage von nichtlinearen Strömungen an der freien Oberfläche hinter schlanken Schiffskörpern unter Verwendung der 2S+t-Theorie. Die Entwicklung einer Idee.


    Contributors:
    Fontaine, E. (author) / Tulin, M.P. (author)

    Published in:

    Publication date :

    2001


    Size :

    12 Seiten, 10 Bilder, 53 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    English