Bereits seit Mitte der 90er Jahre setzen wir moderne numerische Verfahren zur Strömungsberechnung (CFD) erfolgreich zur Lösung maritimer aerodynamischer Aufgabenstellungen ein. Unsere numerischen Simulationen liefern genaue Strömungsfeldvorhersagen und Visualisierungen für ein Untersuchungsobjekt in realer Größe. Der Einsatz fehlerbehafteter Skalierungsverfahren ist nicht erforderlich.
Die Analyse eines real großen Modells einer maritimen Struktur wie z.B. eines Schiffes oder einer Offshore-Einheit in einem “numerischen Windkanal” in einem sehr frühen Stadium des Entwurfsprozesses ist ein geeignetes Instrument, um potenzielle Risiken für die Funktionsfähigkeit, wie z.B. die Rauchausbreitung oder die Windverhältnisse auf offenen Decks, zu bewerten.
Wir führen aerodynamische Untersuchungen von maritimen Strukturen durch und bieten folgende Dienstleistungen an :
- Windkomfortuntersuchungen für offene Decks
- Optimierung der Windschirmanordnung
- Analyse des Schornsteindesigns sowie der Anordnung der Abgas- und Lüftungsrohre
- Rauch- und Geruchsausbreitung – Strömungsverhalten und Konzentration
- Windwiderstandsuntersuchungen
- HVAC Analyse geschlossener oder halb offener Wasserparks
- Untersuchungen zu Helikopteroperationen
Typische Aufgabenstellungen für Kreuzfahrtschiffe sind, die Funktionsfähigkeit des Schornsteins hinsichtlich der Rauchgasausbreitung zu überprüfen, den Windkomfort für die Passagiere auf den offenen Decks zu analysieren und zu optimieren und schließlich die Windkräfte zu bestimmen, um ein sicheres Manövrieren des Schiffes bei allen Wetterbedingungen zu gewährleisten.
Schornstein / Abgas- und Abluftrohre
In unserer Analyse der Schiffsaerodynamik werden die Auslegung des Schornsteins und die Anordnung aller Abgasauslässe untersucht, indem einzelne Abgase emittiert und deren Ausbreitung für einen gegebenen Schiffsgeschwindigkeitsbereich und unterschiedliche Windgeschwindigkeiten / Windrichtungen verfolgt werden. Die numerischen Simulationen umfassen alle Abgas- und Lüftungsleitungen wie Maschinen-, Küchen-, Abwasser- und Wäschereiabluft sowie die Belüftung verschiedener Tanks. Im Ergebnis können wir genaue Informationen über das Strömungsverhalten von Abgasen und Abluft sowie deren Konzentration liefern.
Ein gut funktionierendes Design zeichnet sich dadurch aus, dass die Abgase keine offenen Decks kontaminieren oder in Lüftungseinlässe einströmen. Liegen die simulierten Abgaskonzentrationen innerhalb akzeptabler Werte, dann sind Schornsteindesign und das Layout der Abgas-/Abluftleitungen bestätigt. Wenn nicht, können unsere Experten Sie dabei unterstützen, die notwendigen Änderungen vorzunehmen und eine optimale Lösung zu finden.
Windkomfort
Moderne Kreuzfahrtschiffe sind oft mit großen Freideck-Bereichen zum Sonnenbaden, erweiterten Schwimmbad-Bereichen oder großzügig angelegten Fun-Parks ausgestattet. Gerade in diesen Bereichen ist der Windkomfort für die Passagiere von großer Bedeutung. Bereits die ersten Design-Entwürfe können mit Hilfe unserer numerischen Simulationen untersucht werden, um festzustellen, ob die Komfortkriterien erfüllt sind.
In Auswertung der numerischen Berechnungen des Strömungsfelds sind wir in der Lage, die Windkomfortsituation für unterschiedliche Kombinationen aus Fahrtgeschwindigkeit des Schiffes und angreifendem Wind übersichtlich zu visualisieren und vergleichbar zu machen. Bereiche mit unzureichendem Komfort können leicht identifiziert und daraus eine optimale Windscreen-Anordnung vorgeschlagen werden.
Windkräfte
Ein weiterer Bereich der Schiffsaerodynamik ist die Vorhersage der Windwiderstandsbeiwerte für ein vorgegebenes Schiffsdesign. Auch wenn der Windwiderstand für ein fahrendes Schiff weniger wichtig ist, werden die Windkräfte zu einem wichtigen Parameter für das Manöverieren und die Stabilität. Insbesondere für sichere Hafen- sowie An- und Ablegemanöver ist eine genaue Kenntnis der wirkenden Windkräfte erforderlich. Die bekannten Windkräfte sind die Grundlage für die Auslegung und Dimensionierung von Querstrahlrudern, des Hauptantriebs und der Mooringausrüstung.
Numerische CFD-Berechnungen sind ein sehr effizientes Werkzeug, um verschiedene Schornsteinausführungen und Anordnungen von Windscreens zu testen und zu vergleichen.