Nach der Bestimmung einer Propeller-Freifahrtkurve mit CFD (Computational Fluid Dynamics) oder einem anderen Berechnungsverfahren ist eine weitere Analyse – insbesondere eine Propulsionsanalyse – erforderlich, um die Antriebsleistung für ein bestimmtes Schiff zuverlässig vorherzusagen. Wir haben spezialisierte Analysesoftwarelösungen entwickelt, die eine nahtlose Integration in den Schiffsdesignprozess ermöglichen und sich dabei ausschließlich auf Open-Source-Software stützen.

Von der Freifahrtkurve zur Antriebsanalyse

Die Propeller-Freifahrtkurve (auch Open-Water-Kurve genannt) beschreibt das hydrodynamische Verhalten eines Propellers unter definierten Bedingungen – ohne Einfluss des Schiffsrumpfes. Sie liefert die grundlegenden Kennzahlen wie Schubbeiwert (K_T), Drehmomentbeiwert (K_Q) und Propellerwirkungsgrad (η) in Abhängigkeit vom Fortschrittsgrad (J).

Diese Kurve bildet die Grundlage für alle weiterführenden Analysen, ist für sich allein jedoch nicht ausreichend, um die tatsächliche Antriebsleistung im realen Schiffsbetrieb zu bestimmen. Erst durch eine vollständige Antriebsanalyse – unter Berücksichtigung von Rumpfwiderstand, Nachstrom, Sog und mechanischen Verlusten – lässt sich eine belastbare Leistungsvorhersage treffen.

Antriebsanalyse: Methodik und Berechnungsschritte

Eine vollständige Schiffsantriebsanalyse umfasst typischerweise folgende Schritte:

• Widerstandsvorhersage: Bestimmung des Gesamtwiderstands des Schiffes bei gegebener Geschwindigkeit, z. B. durch CFD-Simulation oder auf Basis anerkannter Näherungsverfahren (ITTC-Methoden, Holtrop-Mennen).
• Propeller-Rumpf-Interaktion: Berücksichtigung von Nachstromziffer (w), Sogziffer (t) und relativem Rotationswirkungsgrad (η_R).
• Betriebspunktbestimmung: Ermittlung des Arbeitspunktes von Propeller und Motor im Zusammenspiel (Self-Propulsion Point).
• Leistungsvorhersage: Berechnung der erforderlichen Wellenleistung unter Einbeziehung von Getriebe- und Lagerverlusten.
• Seegangs- und Fouling-Zuschläge: Ergänzung praxisrelevanter Zuschläge für Betrieb unter realen Bedingungen (Sea Margin, Fouling Allowance).

Unsere Open-Source-basierten Softwarelösungen

Wir haben maßgeschneiderte Analysesoftwarelösungen entwickelt, die ausschließlich auf Open-Source-Technologien basieren – transparent, flexibel und kosteneffizient. Unsere Tools sind darauf ausgelegt, sich nahtlos in bestehende Designprozesse zu integrieren, ob im frühen Konzeptstadium oder in der detaillierten Entwurfsphase.

Die Vorteile unseres Open-Source-Ansatzes:

• Transparenz und Nachvollziehbarkeit: Alle Berechnungsschritte sind offen einsehbar und wissenschaftlich prüfbar.
• Unabhängigkeit von kommerziellen Lizenzmodellen: Keine versteckten Kosten, keine Herstellerabhängigkeit.
• Interoperabilität: Einfache Anbindung an gängige CFD-Pakete (z. B. OpenFOAM) und weitere Designwerkzeuge.
• Anpassbarkeit: Vollständige Anpassung an projektspezifische Anforderungen und Schiffstypen.
• Community und Weiterentwicklung: Profitieren Sie von einer aktiven Open-Source-Community und kontinuierlichen Verbesserungen.

Einsatzgebiete und Schiffstypen

Unsere Analysemethoden sind für eine Vielzahl von Schiffstypen und Anwendungsbereichen geeignet, darunter:

• Handelsschiffe (Containerschiffe, Tanker, Bulker)
• Arbeitsschiffe und Offshore-Versorger
• Fähren und Passagierschiffe
• Forschungs- und Spezialfahrzeuge
• Sportboote und Yachten

Fazit: Effiziente Leistungsvorhersage im modernen Schiffsentwurf

Die Kombination aus präziser CFD-basierter Propelleranalyse und einer strukturierten Antriebsanalyse bildet heute den Stand der Technik im hydrodynamischen Schiffsentwurf. Mit unseren Open-Source-Softwarelösungen bieten wir Schiffbauingenieuren und Designbüros ein leistungsfähiges, transparentes und kosteneffizientes Werkzeug – von der Freifahrtkurve bis zur finalen Leistungsvorhersage.

Kontaktieren Sie uns, um mehr über unsere Analysemethoden und Softwarelösungen zu erfahren, oder sehen Sie sich unsere Fallstudien und Referenzprojekte an.