Entwicklung einer statistikbasierten Simulationsmethodik für Schiffsentwürfe unter realistischen Betriebsbedingungen

Diese Arbeit beschreibt einen neu entwickelten Ansatz für die Bewertung und Optimierung von Schiffsentwürfen. Der in diesem Zusammenhang implementierte Simulationsalgorithmus verwendet die Monte Carlo Methode, um die Einsatzbedingungen während eines frei wählbaren Zeitraumes für ein projektiertes bzw. ein bereits im Dienst befindliches Schiff zu vorherzusagen bzw. zu reproduzieren. Auf der Grundlage von statistisch aufbereiteten schiffsspezifischen und umweltbedingten Daten in Kombination mit direkten Berechnungen der Propulsion ist es möglich, Schiffsentwürfe in Bezug auf verschiedene Parameter zu bewerten. Diese Parameter können sich sowohl auf den Schiffsentwurf an sich als auch auf dessen Betrieb beziehen. Durch Verwendung der Monte Carlo Methode wird eine ausreichende Anzahl von Betriebspunkten generiert. Diese Punkte beinhalten die Schiffsgeschwindigkeit, die Schwimmlage und die Umweltbedingungen (Wind und Seegang). Nachfolgend wird die Gleichgewichtsbedingung für den Propulsionspunkt unter Verwendung eines bereits verfügbaren und validierten Manövrieralgorithmus berechnet. Durch diese Methode ist es möglich, ein spezifisches Anforderungsprofil zu erstellen und den Schiffsentwurf bzw. das Operationsprofil (z.B. die Trimmverteilung) dahingehend abzustimmen. Die vergleichsweise geringen Rechenzeiten gestatten es, die Auswirkungen von parametrischen Entwurfsvariationen sowohl ökonomisch als auch ökologisch zu bemessen. Dieses Vorgehen kann an verschiedene Schiffstypen, Fahrtgebiete und damit eng verknüpft auch das jeweilige Frachtaufkommen angepasst und so direkt auf die individuellen Bedürfnisse zugeschnitten werden. Zum Zwecke der Validierung des entwickelten Simulationsalgorithmus sind die Ergebnisse mit Daten aus Langzeitmessungen von verschiedenen Schiffen unterschiedlichen Typs verglichen worden.