Propellerstrahl - Propellerstrahlinduzierte Erosionserscheinungen

Abstract

Die alternde Infrastruktur der See- und Binnenhäfen muss an die modernen Schiffsantriebe angepasst werden. Diese werden laufend optimiert, was zu einer großen Belastung der Hafenanlagen und somit zu erhöhten Investitionskosten führt.

Ziel des geplanten Vorhabens ist es, nachhaltige Bemessungsgrundlagen für die Hafenplanung zu schaffen, indem neue Ansätze zur genaueren Erfassung der Interaktion zwischen Schiff und Hafenanlage entwickelt werden. Dazu zählen auch die Bestimmung der Propellerstrahlausbreitung und die damit verbundenen Erosionsprozesse.

Daher wurde im Vorhaben die Propellerstrahlausbreitung numerische simuliert und die Kolkbildung im Modellversuch untersucht. Zudem wurden Felddaten wie Druck, Geschwindigkeit und Sohltiefe erhoben. Ergänzend wurde die Geräuschentwicklung über und unter Wasser erfasst. Auf Basis der Forschungsergebnisse entstand eine Software, die neu entwickelte Bemessungsformeln abbildet, Kolktiefen berechnet und die Dimensionierung geeigneter Sicherungssysteme ermöglicht. Dies liefert Hafenbetreibern eine fundierte Entscheidungsgrundlage für nachhaltige und umweltverträgliche Investitionen.

The aging infrastructure of seaports and inland ports must be adapted to modern ship propulsion systems. These systems are constantly being developed further and growing in size and power, which places a heavy burden on port facilities and thus increases investment costs.

The aim of the project was to create sustainable design principles for port planning by developing new approaches to more accurately capture the interaction between ships and port facilities. This included determining propeller jet spread of the ever-growing ships and the associated erosion phenomena.

Therefore, the project numerically simulated propeller induced jet streams and investigated scour formation in model scale tests. Field data such as pressure, speed, and seabed position was also collected. Additionally, noise levels above and below the waterline were recorded. Based on the research results, software was developed that implements newly developed design formulas, calculates scour depths, and enables the dimensioning of suitable safety systems. This will provide port operators with a basis for making sustainable and environmentally investments in the future.