Simulation von instationären U-Bootbewegungen mit Hilfe von dynamischen Rechengittern

Dateibereich 20331

9,30 MB in einer Datei, zuletzt geändert am 14.08.2008

Dateiliste / Details

DateiDateien geändert amGröße
skrzypczak_diss.pdf14.08.2008 12:43:579,30 MB
Das Strömungsfeld um ein manövrierendes Unterseeboot wird stark von der Dynamik des Bootes beeinflußt. Die Berechnung der Umströmung eines Unterseebootes, aufgrund der Komplexität der Geometrie mit vielen Anhängen und Aufbauten, stellt hohe Anforderungen an die Berechnungsmethode. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, das die Bewegungssimulation von Unterwasserfahrzeugen mit Hilfe von RANSE-Berechnungen ermöglicht. Das Ziel, ein Rechenverfahren zur Simulation von Bootsmanövern zu entwickeln, das die Strömung mit einem vorhandenen RANSE-Löser berechnet, wurde realisiert. Das vorgestellte Verfahren zur Umsetzung der Bewegungen im RANSE-Löser unterliegt keinen räumlichen Restriktionen, so daß es auch die Betrachtung räumlich ausgedehnter Bootsmanöver zuläßt, was bisher in diesem Umfang mit anderen Methoden noch nicht möglich war. Dies wird durch die Verwendung eines beweglichen Rechengitters möglich, das sich frei im Raum bewegt. Während der Berechnung kann die Gitterqualität konstant gehalten werden, da sie nicht durch die Gitterbewegung beeinflußt wird. Da das Rechengitter, mit Ausnahme der Ruderumgebung, keiner geometrischen Änderung unterliegt und keine Interpolations- oder Rundungsfehler an der Außenberandung auftreten, sind die Berechnungsergebnisse zu jedem Zeitpunkt von konstanter Qualität.\\ Eine große Herausforderung stellte die Realisierung der beweglichen Ruder im Rechengitter dar. Dafür wurde ein Verfahren entwickelt, welches die Bewegung realer Rudergeometrien ermöglicht. Dabei wurde auf die Besonderheiten moderner deutscher Unterseebootsentwürfe Rücksicht genommen. Das umgesetzte Verfahren ermöglicht sowohl die Untersuchung von X-Rudern, wie auch die Untersuchung von Kreuzruderkonfigurationen. Die Implementierung der Ruderbewegung, auch von komplexen Rudergeometrien in die Berechnung viskoser Strömungen, erweitert die Simulationsmöglichkeiten um einen wichtigen Teil. Die durch die Anstellung der Ruder erzeugten Ruderkräfte können analysiert werden und für die Bewegungssimulation herangezogen werden. Durch die Vorgabe eines Propellerschubes und durch das Auslenken der Tiefenruder konnte erfolgreich der Beginn eines Abtauchmanövers eines freifahrenden Bootes simuliert werden. Die bei dem Manöver ermittelten Kräfte sind logisch und nachvollziehbar, der sich daraus ergebende Bahnverlauf stimmt gut mit Ergebnissen anderer Rechenverfahren überein.
Lesezeichen:
Permalink | Teilen/Speichern
Dokumententyp:
Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Fakultät / Institut:
Fakultät für Ingenieurwissenschaften » Maschinenbau und Verfahrenstechnik » Institut für Schiffstechnik
Dewey Dezimal-Klassifikation:
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 620 Ingenieurwissenschaften
Stichwörter:
U-Bootsbewegung, RANSE, Ruderbewegung, Manövrieren
Beitragende:
Prof. Dr.-Ing. Abdel-Maksoud, Moustafa [Betreuer(in), Doktorvater]
Prof. Dr.-Ing. Hänel, Dieter [Gutachter(in), Rezensent(in)]
Sprache:
Deutsch
Kollektion / Status:
Dissertationen / Dokument veröffentlicht
Datum der Promotion:
20.06.2008
Dokument erstellt am:
15.08.2008
Promotionsantrag am:
12.12.2007
Dateien geändert am:
14.08.2008
Medientyp:
Text