Theoretische und experimentelle Untersuchungen des Bewegungsverhaltens von Halbtauchern

Dieser Bericht enthalt die wichtigsten Ergebnisse des Forschungs vorhabens "Untersuchungen des Stabilitats- und Bewegungsverhaltens von Halbtauchern in tiefenmaBig begrenztem Wasser", das vom Minis ter fur Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen gefordert wurde. Schwimmkorper des Halbtaucher-Typs sind in den letzten funfzehn Jahren vorwiegend im Zusammenhang mit der Gewinnung von Kohlen wasserstoffen aus dem Meer eingesetzt worden. Gunstiges Seeverhalten ist eine der Hauptanforderungen an den Entwurf eines Halbtauchers und kann erst uber die zuverlassige Erfassung der Umwelt und ihrer Auswirkungen auf die Konstruktion erreicht werden. Ziel dieses Vorhabens waren die Entwicklung eines Berechnungsver fahrens zur Beschreibung bzw. Beurteilung des Bewegungverhaltens von Halbtauchern und die Uberprufung seiner Genauigkeit bzw. der Grenzen der Gultigkeit der theoretischen Ansatze durch eigene experimentelle Untersuchungen. Die Betrachtungen wurden auf die Wirkung des Seegangs beschrankt, der den wichtigsten Umweltfaktor darstellt. Khnlich wie bei der Berechnung von Schiffsbewegungen bildet auch hier die Untersuchung des Verhaltens des Schwimmkorpers unter der Wirkung harmonischer Elementarwellen die Grundlage des Be rechnungskonzepts. Die Losung dieses deterministischen Problems liefert einerseits die Antwort des Schwimmkorpers (Krafte, Bewegungen) auf definier te Elementarwellen (z.B. Entwurfswelle), und ist andererseits unter der Voraussetzung eines linearen Schwingungsverhaltens der Aus gangspunkt fUr das stochastische Konzept, d.h. fur die spektrale Betrachtungsweise der Bewegung im naturlichen Seegang. Die dazu notwendige grundsatzliche Annahme der Linearitat kann allerdings nur fur kleine Bewegungen aufrechterhalten werden. Die bisher entwickelten bzw. realisierten Halbtaucher-Typen zeich- - - nen sich durch groBe Vielfalt bei der Gestaltung des Verdran gungskorpers aus.

Klappentext

Dieser Bericht enthalt die wichtigsten Ergebnisse des Forschungs­ vorhabens "Untersuchungen des Stabilitats- und Bewegungsverhaltens von Halbtauchern in tiefenmaBig begrenztem Wasser", das vom Minis­ ter fur Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen gefordert wurde. Schwimmkorper des Halbtaucher-Typs sind in den letzten funfzehn Jahren vorwiegend im Zusammenhang mit der Gewinnung von Kohlen­ wasserstoffen aus dem Meer eingesetzt worden. Gunstiges Seeverhalten ist eine der Hauptanforderungen an den Entwurf eines Halbtauchers und kann erst uber die zuverlassige Erfassung der Umwelt und ihrer Auswirkungen auf die Konstruktion erreicht werden. Ziel dieses Vorhabens waren die Entwicklung eines Berechnungsver­ fahrens zur Beschreibung bzw. Beurteilung des Bewegungverhaltens von Halbtauchern und die Uberprufung seiner Genauigkeit bzw. der Grenzen der Gultigkeit der theoretischen Ansatze durch eigene experimentelle Untersuchungen. Die Betrachtungen wurden auf die Wirkung des Seegangs beschrankt, der den wichtigsten Umweltfaktor darstellt. Khnlich wie bei der Berechnung von Schiffsbewegungen bildet auch hier die Untersuchung des Verhaltens des Schwimmkorpers unter der Wirkung harmonischer Elementarwellen die Grundlage des Be­ rechnungskonzepts. Die Losung dieses deterministischen Problems liefert einerseits die Antwort des Schwimmkorpers (Krafte, Bewegungen) auf definier­ te Elementarwellen (z.B. Entwurfswelle), und ist andererseits unter der Voraussetzung eines linearen Schwingungsverhaltens der Aus­ gangspunkt fUr das stochastische Konzept, d.h. fur die spektrale Betrachtungsweise der Bewegung im naturlichen Seegang. Die dazu notwendige grundsatzliche Annahme der Linearitat kann allerdings nur fur kleine Bewegungen aufrechterhalten werden. Die bisher entwickelten bzw. realisierten Halbtaucher-Typen zeich- - - nen sich durch groBe Vielfalt bei der Gestaltung des Verdran­ gungskorpers aus.

Inhalt

2. Einleitung.- 3. Berechnung von Belastungen und Bewegungen.- 4. Experimentelle Untersuchungen.- 5. Numerische und Experimentelle Ergebnisse.- 6. Zusammenfassung.- 7. Literatur.- 8. Bildanhang.