Prof. Dr.-Ing. Thomas Rung, Dipl.-Ing. Jörn Kröger; Technische Universität Hamburg-Harburg; Dr.-Ing. Jochen Marzi, Scott Gatchell, Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt GmbH; Dr.-Ing. Stefan Harries, Stefan Wunderlich, Friendship Systems GmbH, Potsdam
In der Schiffshydrodynamik unterstreichen strengere Umweltschutzrichtlinien und steigende Brennstoffkosten die Bedeutung von Methoden, die auf Schiffsentwürfe mit maximaler Propulsionseffizienz führen. Die Anwendung von Optimierungsanwendungen hat über das letzte Jahrzehnt zunehmend an Popularität gewonnen. Eine Klasse von Methoden nutzt parametrische Formbeschreibungen und wählt anhand von CFD Analyse aus dem Satz möglicher Parameterkombinationen solche, die auf möglichst effiziente Geometrien führen. Andere Ansätze lösen die adjungierten RANS Gleichungen und gewinnen mit Bezug auf die Zielfunktion Informationen zur zielgerichteten Formänderung einer Grundgeometrie. Der Beitrag behandelt einen neuen Ansatz, der parametrische Formbeschreibung und adjungierte Analyse vereint. Dafür wurde eine Kopplung zwischen der CAE Software FRIENDSHIP-Framework und dem CFD Löser adFreSCo+ entwickelt. Die Anwendung wird an einem völligen Massengutschiff vorgestellt. Der Fokus liegt auf der viskosen Strömung um das Hinterschiff, spezifisch auf der Rumpf-Propeller Interaktion. Verschiedene Zielfunktionen werden berücksichtigt, z.B. Widerstand und Homogenität des Nachstroms.
In ship hydrodynamics growing environmental concerns and rising fuel costs keep driving naval architects to seek maximum energy efficiency. Formal optimization approaches have become popular over the past decade that either build on parametric shape definitions, utilizing Computational Fluid Dynamics (CFD) to drive toward the most favorable parameter combinations, or solve the adjoint RANS equations, suggesting where to best change a baseline geometry in order to improve a chosen objective. The paper covers a new and complementing approach in which parametric modeling and adjoint flow analysis are combined. In particular, the Computer Aided Engineering (CAE) software FRIENDSHIP-Framework and the CFD solver adFreScO+ have been coupled. Applications will be presented for a high-blockage bulk carrier. Emphasis is put on the viscous flow about the aftbody, accounting for hull-propeller interaction. Various objective functions are considered, e.g. resistance and wake quality (homogeneity).