Umfassende CFD-Simulation für die Konstruktion von Schiffen: ein Überblick von Milovan Peric

Die numerische Strömungsmechanik (CFD) wird in der Schiffskonstruktion immer häufiger eingesetzt. Im Allgemeinen wird CFD im Modellmaßstab durchgeführt, um sie mit den Validierungsdaten von Testtanks zu vergleichen. Die Übertragung von Ergebnissen im Modellmaßstab auf den Originalmaßstab ist jedoch schwierig, da die Reynolds-Zahlenskalierung nicht berücksichtigt wird. Dies bedeutet, dass ein optimaler Entwurf im Modellmaßstab oft nicht den Anforderungen im Originalmaßstab entspricht. Auch die Untersuchung von Wechselwirkungen zwischen Schiffskomponenten unterschiedlichen Maßstabs, wie z.B. dem Zusammenspiel von Rumpf und Propeller oder Energiesparvorrichtungen, ist im Modellmaßstab nicht einfach. 

In diesem White Paper untersucht Professor Milovan Peric einige häufig geäußerte Vorbehalte gegenüber einer umfassenden Nutzung von CFD und empfiehlt eine maßstäbliche Analyse von Schiffskonstruktionen unter realistischen Betriebsbedingungen. Das White Paper beleuchtet die Auswirkungen der Reynolds-Zahlenskalierung sowie die Anforderungen an die Berechnungsnetze und zeigt Beispiele von CFD-Simulationen im Originalmaßstab für komplexe Fälle. In vielen Fällen ist eine maßstäbliche Simulation genauer und zuverlässiger als Alternativen und führt zu einem besseren Verständnis der Konstruktionsleistung.

Scale analysis examples

The author examines scale analysis examples such as the effects of Reynolds number scaling, as well as computational mesh requirements, and shows examples of full-scale CFD simulation on complex cases. In many cases, full-scale simulation is more accurate and reliable than alternatives and leads to a greater understanding of design performance.

Analysis and design of marine structures

Full-scale analysis and design of marine structures and complete systems require digital
twin technology. With robust software, simulation can be performed to mirror realistic operating conditions to ensure proper design is found. Many experienced users in the industry successfully apply CFD simulations with full-scale, read more from this review to learn the benefits of full-scale CFD.

Scale prediction software

Use cases of full-scale prediction software, and much more, can be found in this marine industry resource. In many cases, full-scale prediction is more reliable than scaling up model experiments.