Sprechtag "Students meet Industry"

Aufbau eines Finite Elemente Modells mit NX Nastran zur Simulation von Druckschwankungen im Nahbereich von Offshore-Monopfahlinstallationen

Bodo Beuchel, Hochschule Emden/Leer

Der Vortrag erläutert den Aufbau eines Finite Elemente Modells, mit dem die beim Installationsprozess eines Offshore-Monopfahlfundamentes entstehenden Unterwasserschalldruckwellen simuliert werden können. Auf den Pfahl, der im Modell von Wasser und Meeresboden umgeben ist, wird dabei die Krafteinleitung eines hydraulischen Impulshammers angesetzt. Die Übertragung der Rammenergie vom Pfahl auf den Wasser- und Bodenkörper erfolgt über eine vom verwendeten Löser NX Nastran bereitgestellte Fluid-Struktur-Interaktion. Aufgrund der unterschiedlichen Schallgeschwindigkeiten von Stahl, Wasser und Sandboden breiten sich die entstandenen Druckwellenfronten unter verschiedenen Winkeln abwärtsgerichtet aus und treffen auf den Modellrand, an dem eine Reflektion der Wellen zurück ins Modellgebiet vermieden werden muss. Eine Validierung der Berechnungsergebnisse mit realen Messdaten wurde im Rahmen der Arbeit nicht durchgeführt.

Development of a finite element model with NX Nastran for simulation of pressure variations in the near field of offshore monopole installations

Bodo Beuchel, Hochschule Emden/Leer

The Presentation explains the development of a finite element model to simulate underwater sound pressure waves, which accrue during the installation process of an offshore monopile foundation. The load applied to the pile is analogue to the force of a hydraulic impact hammer. The transmission of energy from the pile to the fluid-elements of water and sand is realized by the fluid-structure-interaction provided by the solver NX Nastran. Because of the varying speed of sound in the materials steel, water and sand the pressure waves travel downwards in different angels. A Reflection of those waves at the boundaries of the model needs to be avoided. A verification of the simulated values of sound pressure level with field measurement data was not part of this work.