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Numerische Analsyse von Sloshing

AutorFrank Mallon
VerlagGRIN Verlag
Erscheinungsjahr2002
Seitenanzahl35 Seiten
ISBN9783638127172
FormatPDF
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis15,99 EUR
Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Technik, Note: 1,7, Technische Universität Hamburg-Harburg (AB Fluiddynamik und Schiffstheorie), Sprache: Deutsch, Abstract: Thema der vorliegenden Arbeit ist die Berechnung von Sloshing in einem geschlossenen, rechteckigen Tank, Höhe x Breite = 600x1200 mm, für folgende Fälle: Querbewegung (sway) : Amplitude 60 mm, Perioden 1.74 s und 1.94 s. Rollbewegung (roll) : Amplitude 10 Grad, Perioden 1.85 s und 2.25 s. Die Füllung des Tanks beträgt dabei 20%. Querbewegung (sway) : Amplitude 15 mm, Perioden 1.404 s und 1.474 s. Die Füllung des Tanks beträgt dabei 60%. Um den Einfluss des Berechnungsgitters auf die Rechnung zu bestimmen, soll die Gitterfeinheit variiert werden. Es sind sowohl zwei- als auch dreidimensionale Rechnungen durchzuführen. Um die während der Bewegung auf das Wasser wirkenden Kräfte zu simulieren, werden ebenfalls zwei Methoden untersucht, die später näher erläutert werden. Da das Problem zeitabhängig ist, sollen zwei Methoden der Zeitintegration verwendet und miteinander verglichen werden. An definierten Stellen, an denen sich im Experiment Druckaufnehmer befinden, wird der Druck berechnet. Sloshing bezeichnet das Schwappen von Flüssigkeiten mit freier Oberfläche. Dieses Phänomen ist jedem bekannt, der z.B. einen Becher Kaffee oder ein anderes mit Flüssigkeitgefülltes Gefäß transportiert. Man stellt fest, dass bereits kleine Auslenkungen des Gefäßes starke Flüssigkeitsbewegungen zur Folge haben können. Solche Flüssigkeitsbewegungen werden im Allgemeinen Sloshing genannt. Es gibt viele Fälle, in denen Sloshing ein Problem darstellen kann. Für fast jedes sic hbewegende Fahrzeug, welches Flüssigkeiten mit freier Oberfläche enthält, muss Sloshing berücksichtigt werden. Bei Sloshing in Tanks können beim Aufschlagen der Flüssigkeit auf die Tankwände sehr hohe Drücke entstehen, was zur Beschädigung oder gar Zerstörung von Bauteilen führen kann. Bei Flugzeugen und Raumfähren haben die Flüssigkeitsbewegungen in den Tanksbesonderen Einfluss auf das dynamische Verhalten dieser Fahrzeuge. Schiffe sind oft problematisch, weil sie meist große Betriebsstofftanks haben. Bei Tankschiffen sind z.B. LNG-Tanker besonders betroffen, da sie wegen der Boil-Off-Rate Füllungsgrade von 95 -97% haben. Sloshing ist schwierig zu berechnen, da brechende Wellen und Spritzer auftreten können.

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