Die Macht des Wassers messen
Das mit einem Marie-Curie-Stipendium (Marie Curie International Outgoing Fellowship, IOF) laufende Offshore FSI-Projekt ("Fluid-structure interactions in offshore engineering") untersuchte die Auswirkungen von Wasser, das auf Meereskonstruktionen aufschlägt. Das Ziel bestand darin, Daten zu den Auswirkungen von Wellen unterschiedlicher Höhe, Länge und Steilheit sowie der Geometrie und des Eintauchens einer Konstruktion auf deren Verformung zu ermitteln. Im Fokus befanden sich vor allem schwimmende Produktionsanlagen, Überwasserschiffe und Offshore-Energiegewinnungsanlagen. Der Partner entwickelte ein Schleuder-Kerbschlagtestsystem zur Simulation der Auswirkungen von Wasser auf verschiedene Konstruktionstypen. Die Maschine produzierte gute experimentelle Daten und stellt ein neues Hilfsmittel für zukünftige Untersuchungen dar. Ein weiteres Projektziel war die Untersuchung strömungsinduzierter oder wirbelinduzierter Schwingungen flexibler Strukturen. Diese kommen in der Schiffsbetriebstechnik und an Offshore-Anlagen sehr häufig vor und so bestehen berechtigte Bedenken zu den Auswirkungen von Oberflächenwellen, resultierenden Bewegungen der Konstruktion und Effekten der Entwicklung von Heckwellen auf nachgelagerte Strukturen. Die Anstrengungen innerhalb des Projekts ergaben eine große Menge an Daten, die mit Hilfe eines Free Surface Water Tunnel gesammelt wurden, der oft in der hydrodynamischen Forschung zum Einsatz kommt. Der an Offshore FSI arbeitende Kollege setzte ein dreidimensionales bildgebendes Verfahren - die defokussierende digitale Teilchenbildgeschwindigkeitsmessung (Particle Image Velocimetry) - ein, um zu untersuchen, wie sich flexible Körper im Lauf der Zeit verformen. Er beschäftigte sich außerdem mit der Anwendung dieser Technik bei weiteren innovativen Experimenten und beteiligte sich an der Messung des dynamischen Antwortverhaltens von Schiffsschrauben unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Hier realisierte man erstmals eine präzise optische Messung der Bewegung der Flügel einer Schiffsschraube im normalen Betrieb. Die Ergebnisse dürften erheblichen Einfluss auf die zukünftige Gestaltung von Schiffsschrauben und deren Bewertung haben. Das Projekt schließt mit der Vollendung von Analysen der durchgeführten Arbeiten, der Veröffentlichung von wissenschaftlichen Publikationen mit den erzielten Resultaten und der Schaffung einer neuen Forschungsgruppe. Der Forscher bewarb sich außerdem um neue Finanzierungsmöglichkeiten, um die Projektergebnisse bei der Gestaltung und dem Bau neuer Anlagen und bei Instrumenten für die zukünftige Forschung umzusetzen. Das erworbene Wissen hat das Potenzial, die technischen Anwendungen der Zukunft zu verbessern und ist für Überwasserschiffe, schwimmende Produktionsanlagen und neue Offshore-Energiegewinnungsanlagen von höchster Bedeutung.
