Die Berechnung der nichtlinearen dreidimensionalen

Fluid-Struktur-Wechselwirkung bei schwimmenden Strukturen in

regelmäßigen Wellen führt, je nach Feinheit der

Oberflächendiskretisierung, zu Modellen, deren Ordnung bei einigen

Tausend liegt. Gegenstand des Vorhabens ist, diese hochdimensionalen

Systeme zur mathematischen Beschreibung eines schwimmenden Körpers

mit einem in der Systemordnung reduzierten Modell möglichst exakt zu

beschreiben. Damit liefert dieses Vorhaben die Voraussetzung,

künftig Kenteruntersuchungen effizient mit erprobten

Analysewerkzeugen der Nichtlinearen Dynamik durchführen zu können,

ohne auf ein dreidimensionales Modell verzichten zu müssen. Dabei

kommen für Stabilitätsuntersuchungen hauptsächlich die lokale

Verzweigungsanalyse und die Zellabbildungsmethode in Frage. Da

besonders die Zellabbildungsmethode bei höheren Systemordnungen

einen sehr hohen Rechenaufwand erfordert, beschränkte sich der

Einsatz bei

Kenteruntersuchungen bislang auf die Analyse der Bewegungsgleichung für die

Rollbewegung.

Da es in der Literatur keine Ansätze zu einem Vorhaben gibt, ein

hochdimensionales Modell zur Berechnung der

Fluid-Struktur-Wechselwirkung bei schwimmenden Strukturen in der

Ordnung zu reduzieren, sollen zwei, auf voneinander unabhängigen

Ansätzen basierende, Modellreduktionsverfahren entwickelt werden.

Die mit diesen Verfahren reduzierten Modellgleichungen werden auf

ihre Verwendbarkeit zur Kenteranalyse untersucht. Zu diesem Zweck

werden Simulationsdaten für Kentersituationen erzeugt, mit denen der

reduzierten Modelle verglichen und mit einem zu definierenden

Gütemaß bewertet. Neben der rechnerischen Verifikation findet eine

experimentelle Verifikation statt. Die Skalierbarkeit der

reduzierten Gleichungen und die Auswirkungen unterschiedlicher

Geometrien, Masseverteilungen und metazentrischer Höhen der

Strukturen auf die reduzierten Modelle werden untersucht.

Abschließend wird ein Programmpaket erstellt, das für weiterführende

Kenteruntersuchungen mit Werkzeugen der nichtlinearen Dynamik zur

Verfügung gestellt wird.