3D-Rekonstruktionen/Simulationen/Prototypen

Aufbauend auf den Erfahrungen aus dem DFG-Vorgängerprojekt LAURONS II entstehen zunächst aus Befunddaten von insgesamt neun ausgesuchten historischen Schiffen 3D-Rekonstruktionen als Datengrundlage für:

• Fluid-Simulationen zur Ermittlung von Leistungsdaten/Kennfeldern verschiedener Schiffstypen 
• Digitale Fertigung von verkleinerten Schaummodellen der Schiffsrümpfe für Schleppversuche im CAD/CAM Verbund
• Fertigung von maßstäblich verkleinerten Nachbauten für Segel- und Schleppersuche
• Fertigung von maßstäblich verkleinerten Schiffsmodellen im 3D-Druck für Ausstellungen und Präsentationen
• Virtual / Augmented Reality Präsentationen 

Numerische Strömungsuntersuchungen anhand der CFD-Simulationen (Computational Fluid Dynamics) dienen der Gewinnung von Erkenntnissen über die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Schiffstypen. Dazu wird in den Simulationen der Strömungswiderstand in Form einer Widerstandskraft der Schiffe ermittelt. Dabei werden jeweils verschiedene Geschwindigkeiten und Beladungszustände bzw. Tiefgänge untersucht. Auf Basis der Ergebnisse werden die Schiffe untereinander verglichen. Kennfelder, in welchen die Widerstandskraft oder vergleichbare Größen über verschiedene Beladungszustände und die (Strömungs-)Geschwindigkeit aufgetragen werden, bieten hierbei eine gute Möglichkeit zur Visualisierung der Ergebnisse.

Darüber hinaus wird angestrebt, die Simulationsergebnisse mit denen der Versuche zu vergleichen, um aus diesem Vergleich heraus weitere Schlüsse ziehen zu können. Im weiteren Projekterlauf werden alternative numerische Simulationserfahren wie die Partikelsimulation (Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH))  untersucht.

Zur Validierung der numerischen Strömungsuntersuchungen werden maßstäblich verkleinerte Rumpfmodelle auf einem 5-Achs Bearbeitungszentrum an der Hochschule gefertigt. Grundlage für digitale Fertigung im CAD/CAM-Verbund bilden auch hier die 3D-Daten aus den Rekonstruktionen, die maßstäblich auf eine Rumpflänge von 1m auf Höhe der Wasserline bei jeweils maximaler Beladung skaliert werden.

Die Schleppversuche mit diesen Prototypen werden an der Schiffs- und Versuchsanstalt (SVA) in Potsdam oder in einem dafür entwickelten Versuchsaufbau in Trier durchgeführt.