Um die dynamische Positionierung von Bohrschiffen zu optimieren, hat Antriebstechnik-Spezialist Voith Turbo die Hydrodynamik von steuerbaren Düsenpropellern untersucht. Die Ergebnisse dieser Tests sollen in die Entwicklung eines Voith Radial Propellers einfließen. Zur Erschließung dieser Ressourcen werden so genannte MODUs (Mobile Offshore Drilling Units) eingesetzt, die für den Einsatz in größeren Wassertiefen dynamisch positioniert werden müssen. Beim dynamischen Positionieren der Bohrschiffe oder Halbtaucher werden die Umweltkräfte durch Strömung, Wellen und Wind mit Propellerschüben kompensiert. Zur Schuberzeugung werden rundum steuerbare Düsenpropeller verwendet. Diese werden unter dem Schiffsboden montiert. Aus hydrodynamischer Sicht sind dies ganz besondere Einsatzbedingungen. Die Wechselwirkungen zwischen Schiffsboden und Propellerstrahl sind für den tatsächlichen Netto-Schub von großer Bedeutung. Die auf die Entwicklung und den Bau von Schiffsantrieben spezialisierte Voith Turbo GmbH & Co. KG, Heidenheim, hat dafür ein Grundlagen-Forschungsprogramm aufgelegt. Für die Untersuchungen wurde das Verfahren der numerischen Strömungssimulation und das Finite Volumen-Verfahren verwendet.Der Einfluss der Turbulenz auf die mittleren Strömungsvariablen wie Geschwindigkeit und Druck wird durch ein Turbulenzmodell berücksichtigt.Insbesondere wurde die Wechselwirkung zwischen Rumpf und Thruster untersucht. Hydrodynamisch wurde untersucht, welcher Neigungswinkel der Propellerachse die Wechselwirkungen minimiert. Weitere Untersuchungen wurden mit schrittweise größerem Neigungswinkel der Propeller- und Düsenachse durchgeführt. Dabei diente die moderne numerische Strömungssimulation dazu, Strömungsdetails zu visualisieren. Die Validierung von CFD-Berechnungen erfolgt mit Modellversuchen in einen Zirkulationstank, der sich optimal für Propulsionsversuche eignet.Die Modellversuche bestätigen die CFD Computional Fluid Dynamics) -Berechnungen sehr gut.Basierend auf den Ergebnissen der hydrodynamischen Untersuchungen und jahrzehntelanger Serviceerfahrung entwickelt Voith Turbo einen neuen Voith Radial Propeller. Der Prototyp ist mit L-Anordnung des Antriebes für 5500 kW Eingangsleistung geplant. Mit 4200 mm Propellerdurchmesser wird von jedem dieser VRP 42-55 ein Bollard-Pull von über 100 t beim dynamischen Positionieren erzeugt. Die 98 Grad-Getriebe, die das Drehmoment von der vertikalen Antriebsachse auf die 8 Grad abwärts geneigte Propellerachse übertragen, können bei Voith Turbo auf speziellen Maschinen geschnitten werden. Derartige Thruster erden bei schwimmendem Schiff unter Wasser montiert.
Hydrodynamik von steuerbaren Düsenpropellern
Hydrodynamics of steerable nozzle propellers
Schiff und Hafen ; 61 , 3 ; 78-81
2009
4 Seiten, 5 Bilder, 2 Quellen
Article (Journal)
German
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