Sprechtag: Strömungsbedingte Schwingungen von Schiffs- und Offshorestrukturen

Bestimmung wirbelinduzierter Bewegungen von schwimmenden Offshore-Anlagen mit CFD

Dipl.-Ing. Jan Kaufmann, DNV GL SE, Hamburg

Die durch Wirbelablösungen induzierten Bewegungen (Vortex Induced Motions – VIM) von Halbtaucherplattformen („deep draft semi-submersible“) können zu signifikanten Fatiguebelastungen der Steigleitungen und Festmachern führen. Diese Wirbelablösungen können unter bestimmten Strömungsbedingungen auftreten, beispielweise dem Schleifenstrom („Loop Current“) im Golf von Mexiko. Für eine zuverlässige Auslegung ist es wichtig, die zu erwartenden Belastungen durch VIM bereits während des Entwurfsprozesses genau bestimmen zu können. In diesem Vortrag wird eine CFD Studie zur Bestimmung von VIM für eine Halbtaucherplattform vorgestellt. Die mit dem Softwarepacket OpenFOAM berechneten Ergebnisse werden mit Ergebnissen aus Modellversuchen verglichen. Zusätzlich zu den Berechnungen der gesamten Plattform im Modellmaßstab werden die Ergebnisse einer Sensitivitätsstudie für einen festgehaltenen Rechteckquerschnitt im Modell – und Großmaßstab präsentiert. Diese Studie dient dem besseren Verständnis der unterschiedlichen Strömungseigenschaften bei verschiedenen Reynoldszahlen und gibt Hinweise für die Anforderungen an die Erstellung der numerischen Gitter für zukünftige Berechnungen im Großmaßstab.