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VeriProp

Verifizierung der Optimierung und der Energieeffizienz von Propulsionsanlagen von Schiffen unter Betriebsbedingungen

Die Propulsionsanlage spielt eine entscheidende Rolle, wenn ein Schiffsentwurf oder ein bereits existierendes Schiff in Bezug auf die Energie- und Kosteneffizienz optimiert werden soll. Insbesondere im Bereich der Binnenschiffe liegt der energetische Wirkungsgrad der Propulsionsanlage relativ niedrig, weil die Propeller im Durchmesser eingeschränkt sind. Es ist deshalb besonders wichtig, für das Schiff und seinen Einsatzfall eine optimal ausgelegte Anlage zu entwerfen.

Es ist als Erfolg und technischer Fortschritt zu bewerten, dass es möglich war, unter Betriebsbedingungen gleichzeitig den Schub und das Drehmoment auf einer Propellerwelle zu messen. Die einwandfreie Funktion von

Krafterfassung durch Dehnungsmessstreifen
integrierten Messverstärkern auf der Propellerwelle
digitaler drahtloser Datenübertragung konnte nachgewiesen werden.

Bei den Ergebnissen zeigt sich insgesamt eine gute Übereinstimmung mit den Propellerkennwerten, die bei dem Entwurf der jeweiligen Propeller verwendet wurden und der Prognose aus den Modellversuchen.

Die Vielzahl der numerischen Berechnungen mit unterschiedlichen vereinfachten Verfahren hat gezeigt, dass prinzipiell eine Modellierung des Propulsionsversuches durch CFD-Methoden möglich ist. Diese numerischen Propulsionsversuche wurden im Projekt nicht mit dem Verfahren des Kraft-Scheiben-Modells, sondern mit dem komplexeren Verfahren des realen Propellers durchgeführt. Die dargestellten umfangreichen numerischen Methoden sind schon jetzt ein wichtiger Beitrag zur Verbesserung der Propulsionsanlage. Sie bieten Erkenntnisse über die Zuströmung zur Antriebsanlage, die experimentell für das Modell nur teilweise mit großem Aufwand lieferbar sind und für die Großausführung anders nicht zu erhalten sind.

VeriProp hat hier neue Erkenntnisse ermöglicht, weil CFD-Berechnungen in einem bisher nicht durchgeführten Detaillierungsgrad bis hin zum numerischen Propulsionsversuch vorgelegt werden. Zusätzlich wurden erstmals bei Binnenschiffen unter Betriebsbedingungen Messungen des Propellerschubs im Großversuch durchgeführt.

Insbesondere im Bereich der Binnenschifffahrt können die Erweiterung der Entwurfsgrundlagen und die Verifizierung des Entwurfes dazu führen, dass Propulsionsanlagen mit höherer Effizienz entworfen werden können und dass die unter Betriebsbedingungen erzielten energetischen Wirkungsgrade verbessert werden. Es sollten Verbesserungen möglich sein, die den Treibstoffverbrauch um ca. 5 % bis 10 % reduzieren können.

Den Abschlussbericht können Sie hier herunterladen.

Das Forschungsvorhaben 17097 N wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages über die AiF gefördert.