Simulation und experimentelle Untersuchung des Kollisionsverhaltens von Schiffen mit partikelgefüllten Doppelhüllen (Doppelhüllen II / DU 405/9-2)

Das Forschungsprojekt strebt an, die Sicherheit von Schiffskonstruktionen mit Doppelhüllen durch Verfüllen mit einem geeigneten granularem Material zu verbessern. Dazu werden Simulationsmethoden zur Erhöhung der Kollisionssicherheit von Doppelhüllenschiffen entwickelt und validiert. Hierzu werden granulare Materialien verwendet, mit denen der Hohlraum zwischen den Doppelhüllen ausgefüllt und für Inspektionen auch wieder geleert werden kann. Durch die Verwendung des Füllstoffes ergibt sich im Falle einer Kollision des Doppelhüllenschiffs mit einem weiteren Schiff ein erhöhter Eindringwiderstand, so dass eine Penetration, etwa durch den Bugwulst des Kontrahenten, vermieden werden kann. Hierdurch können die Risiken einer Kollision erheblich reduziert werden. Zur Beurteilung der Effektivität unterschiedlicher granularer Füllmaterialien wird eine mehrskalige Simulationsmethode entwickelt, die eine Kombination von modernen Partikelmethoden mit Finite- Elemente Verfahren ermöglicht. Diese soll zur Simulation eines Kollisionsvorganges eingesetzt und hinsichtlich der Eignung der unterschiedlichen granularen Füllstoffe untersucht werden. In der beantragten zweiten Phase des Projekts sollen die Simulationsmethoden weiterentwickelt werden und auf die Berechnung einer realen Doppelhüllenstruktur eines Schiffs angewandt werden. Hierdurch wird es möglich, das Verbesserungspotential der Doppelhüllenstruktur aufgrund des verwendeten Füllmaterials zu bewerten. Zur Validierung der Simulation und zur Parameteridentifikation der im Rahmen der FEM zu verwendenden Materialmodelle, sind entsprechende Experimente vorgesehen.