Moritz Hartmann, Technische Universität Hamburg
In Folge der steigenden Temperaturen in der arktischen See nehmen die Exploration von Öl- und Gasfeldern sowie die Bedeutung der Nord-Ostpassage für Handel und Tourismus zu. Hierdurch wächst die Notwendigkeit numerische Methoden für die frühe Entwurfsmethode bereitzustellen. Diese können zur Abschätzung von Fluid-Struktur-Kräften und den Bewegungen von Schollen während der Schiffsmanöver herangezogen werden. Die vorgestellte Arbeit thematisiert die Implementierung einer einfachen, robusten und genauen Methode in einen Gitter-Boltzmann Strömungslöser elbe (TUHH-FDS, www.tuhh.de/elbe) zur Berechnung der Umströmung von Schiffen in gebrochenem Eis. Die Präsentation behandelt zunächst die Berechnung der Kräfte, die während der Schiff-Eis Interaktion in eisbedeckten Gewässern auftreten. Im Hauptteil der vorgestellten Arbeit wird die Methode zur kontinuierlichen Zu- und Abfuhr von gebrochenem Eis in das Rechengebiet behandelt. Die Anwendbarkeit des Lösers wird anhand der Ergebnisse von generischen Testfällen und Testfällen mit Schiffen gezeigt. Abschließend wird ein Ausblick zu weiteren, mit der Arbeit zusammenhängenden Forschungsanwendungen gegeben.
Moritz Hartmann, Technische Universität Hamburg
Due to increasing temperatures in the Arctic Sea the exploration of new oil and gas fields and the significance of the Northern Sea route for trade and touristic approaches gain in importance. Thus, the need for numerical methods to predict fluid-structure forces and the motion of floes during ship operations in the early design phase arises. The thesis focuses on the implementation of a simple, robust and accurate algorithm to simulate the flow of broken ice around ship hulls. For the fluid part of the simulation the lattice-Boltzmann solver elbe (TUHH-FDS, www.tuhh.de/elbe) is used. In the first part of the presentation a summary of the loads computation of ship-ice interaction during maneuvering in an ice-covered environment will be given. The major part of the underlying thesis was to implement a tool to enable a continuous ice floe support into the computational domain. To prove the solvers applicability the simulation results of a generic test case and of a ship traveling in an ice-covered area are presented. The presentation closes with a short overview of possible subsequent research topics originating from this work.