Manöversimulation in regelmäßigen Wellen auf Basis der Streifentheorie
Dipl.-Ing. Jochen Schoop-Zipfel, Prof. Dr.-Ing. Moustafa Abdel-Maksoud,
Technische Universität Hamburg-Harburg
Ein numerisches Modell zur Berechnung von Manövrierbewegungen in regelmäßigen Wellen wird präsentiert. Die Bewegungsgleichungen werden im Zeitbereich in sechs Freiheitsgraden gelöst. Das auf der Streifentheorie basierende Programm PDStrip wird verwendet, um die frequenzabhängigen linearen hydrodynamischen Massen und Dämpfungen sowie die linearen Rückstellterme zu ermitteln. Mithilfe des Impulsantwortverfahrens werden diese Terme in den Zeitbereich transformiert. Als externe Kräfte treten auf der rechten Seite der Bewegungsgleichung die nichtlinearen Kräfte aus der Manövrierbewegung, Widerstand, Propulsion, Ruderkräfte und Wellenerregerkräfte auf. Die Manövrierkräfte werden mithilfe der nichtlinearen Schlanke-Körper-Theorie berechnet. Widerstand, Propulsion und Ruderkräfte folgen aus semi-empirischen Ansätzen. Die Wellenerregerkräfte werden ebenfalls mit PDStrip ermittelt. Ein Validierung der Methode für Manövrieren in glattem Wasser und Vorausfahrt in regelmäßigen Wellen mit verschiedene Schiffstypen zeigt sehr viel versprechende Ergebnisse.
Maneuvering simulation in regular waves based on strip-theory
Dipl.-Ing. Jochen Schoop-Zipfel, Prof. Dr.-Ing. Moustafa Abdel-Maksoud,
Technische Universität Hamburg-Harburg
A numerical model to determine maneuvering motion in regular waves is presented. The equations of motion are solved in time domain for six degrees of freedom. To obtain the frequency dependent linear hydrodynamic mass and damping as well as the restoring forces, PDStrip, a public domain strip theory program, is used. These terms are transformed to time-domain by applying the impulse-response function. The external forces on the right hand side of the equation of motion include the non-linear maneuvering forces, resistance, propulsion, rudder forces and wave excitation forces. The maneuvering forces are calculated with the non-linear slender body theory. Resistance and propulsion follow from semi-empirical approaches. The wave excitation forces are calculated with PDStrip. A validation of the method for maneuvering in still water and for straight motion in regular waves shows promising results.
