Baggrund
Projektet fokuserer på den stigende udfordring med undervandsstøj (URN) og dets negative påvirkning af havmiljøet, især marine liv. Primærkilden til støj er skibe og deres propelblade, hvor kavitation opstår. For at tackle skibsstøj er det afgørende at simulere propellarkavitation præcist og nøjagtigt forudsige støjstrålingen. Der er en betydelig motivation for at forbedre propel-designet med henblik på at mindske støj, men dette kræver mere avancerede simuleringsværktøjer. Formålet med dette projekt er at udvikle et beregningsværktøj baseret på strømningsdynamik for kavitation og støjforudsigelse, til direkte gavn for propel- og skibsskrogdesignere inden for både industrien og forskningen.
Projekt
Kavitation modelleres typisk ved hjælp af Computational Fluid Dynamics (CFD), men de nuværende metoder når deres begrænsninger ved små skalaer, hvor effekterne ikke oplyses mere. Projektet vil introducere en ny tilgang baseret på ‘population-balance equations’ for at håndtere disse ‘sub-grid interaktioner’ og dermed forbedre støjforudsigelserne fra kavitation. Denne model vil blive integreret i en open-source CFD-software og derefter koblet med en akustisk strålningsmodel udviklet på Tekniske Universitet Hamborg (TUHH). Eksperimentelle data fra forsøg med stationære hydrofoils og roterende propel i en kavitationstunnel vil blive brugt til validering og finjustering af modellen. Dermed vil modellen være klar til at simulere både kavitation og støj.
Forventede resultater
Den strategiske værdi for Danske Rederier ligger i muligheden for at udvikle mere lydløse propel-designs og dermed opfylde IMO guidelines og andre regulatoriske standarder.
1. Skabelse og validering af en nøjagtig CFD-model til simulering af kavitation på makroskopiske geometrier som skibsskrog og propel.
2. Integration af udviklet kavitationsmodel med den akustiske strålningsmodel fra TUHH og validering baseret på eksperimentelle data.
3. Analyse af sammenhængen mellem støj, rotationshastighed og fremdrift for en fuldskalapropel.
4. Grundlæggelse af strategisk forskningssamarbejde med ‘Institute for Fluid Dynamics and Ship Theory’ på TUHH.