J. Neugebauer, M. Adel-Maksoud, M. Braun
Das Nachstromfeld eines Schiffes führt zu erheblichen Schwankungen des Anstellwinkels des Propellerflügels, so dass die Druckverteilung auf den Propellerblättern sowie der resultierende Schub und das Drehmoment mit der jeweiligen Winkelstellung variieren. Zur Minimierung der Druckschwankungen weisen Propeller häufig eine hohe Flügelzahl und einen großen Skew-Winkel auf. Gerade bei Berechnung der Umströmung und der hydrodynamischen Eigenschaften dünner Flügelgeometrien mit Hilfe von RANSE-Verfahren ist die implizite Berechnung der Strukturverformung mit der Methode der Finiten Elemente zur Erfassung der Interaktion zwischen Propellerumströmung und Strukturverformung zunehmend von Bedeutung, da die Verformung auch im Teillastbereich einen Einfluss auf die Umströmung hat. In der vorgestellten Studie wurde die instationäre Umströmung eines Propellers hinter einem Schiff mit und ohne den Einfluss der Strukturverformung berechnet und ausgewertet.
The performance of a propeller is influenced by the wake of the ship, which results in an unsteady inflow to the propeller. This variation of the angle of attack as well as pressure, thrust and torque may evoke vibration of the propulsion system and a further transfer of the induced vibration into the hull structure can take place. In order to minimize pressure fluctuations, a propeller with a high blade number and skew angle is recommended. During the calculation of the pressure fluctuation, the deformation of the propeller due to thrust loading is mostly neglected, but already at partial load the dynamic structural reaction influences the flow around the propeller. As the pressure distribution changes viscous flow calculations considering the deformation of the propeller become even more important. The study is carried out for the flow around a rotating propeller behind a ship with and without the consideration of the dynamic structural behavior on the flow. The results are investigated for providing information on the existence of vibrations evoked by transient hydrodynamic loads.