SOLUTION
SICHERE SCHIFFSVERTÄUUNG UND SICHERER UMSCHLAG
DVRS: Ein modernes Werkzeug zur Modellierung von Bewegungen und Kräften von vertäuten Schiffen
RASANTES WACHSTUM IM SCHIFFFAHRTSSEKTOR
Das rasante Wachstum im globalen Seehandel hat zu einer explosiven Zunahme
des Schiffsverkehrs geführt. Hierdurch werden Hafenplaner und -betreiber auf der
ganzen Welt vor neue und oft komplexe Herausforderungen gestellt. Immer
größere Schiffe, Umschlagsanlagen vor der Küste und hohe Anforderungen an
die bestehende Hafeninfrastruktur sind heute Realität. Um die operative
Sicherheit zu gewährleisten, Ausfallzeiten zu minimieren und zugleich Kosten-
effizienz zu gewährleisten, sind neue innovative Lösungen gefragt.
EINE FRAGE DER SICHERHEIT UND DER WIRTSCHAFTLICHKEIT
Moderne Logistik-Systeme in Häfen benötigen heute sehr wenig Zeit für das Ent-
und Beladen. Eingeschränkt wird dies oft durch Schiffsbewegungen an den Kais.
Bei zu starken Bewegungen verzögern sich die Umschlagarbeiten und müssen
ggf. eingestellt werden. Im ungünstigsten Fall können Schiff und Hafenanlage
beschädigt werden. Der Bedarf an zügigen Umschlagsarbeiten steigt jedoch
weiter. In diesem Kontext ist es erforderlich, Ausfallzeiten zu minimieren, und
zugleich die Sicherheit für Mensch und Material zu maximieren.
UNGLEICHMÄSSIGER SEEGANG UND LANGE WELLEN BEWIRKEN
ENORME BEWEGUNGEN VERTÄUTER SCHIFFE
Viele Hafenplanungen befinden sich in exponierter Lage zum offenen Meer, in
dem energiereicher Seegang mit gleichzeitigen Windwellen- und Schwallkompo-
nenten aus verschiedenen Richtungen vorherrscht. Hieraus ergeben sich
komplexe und potentiell gefährliche Zustände für vertäute Schiffe und schwim-
mende Konstruktionen. Ferner werde immer wieder langperiodische Schwerkraft-
wellen beobachtet, die niedrig-frequente Oszillationen in den Häfen verursachten,
was zu starken Schiffsbewegungen und inakzeptablen Ausfallzeiten führt.
KUNDEN
Hafenbehörden
Hafenplaner und -betreiber
Konstrukteure schwimmender Strukturen
Bauunternehmer
Öl & Gasindustrie
HERAUSFORDERUNGEN
Gefährliche Situationen bei
Umschlagarbeiten
Teure Ausfallzeiten
Mögliche Gefährdung von Mensch und
Material
Verzögerte Fertigstellung und Übergabe
LÖSUNG
DVRS (Dynamic Vessel Response System)
simuliert Wind-, Wellen- und Strömungs-
induzierte Bewegungen einzelner oder
mehrerer vertäuter Schwimmkörper im
Zeitbereich, z. B. Bewegungen infolge
vorbeifahrender Schiffen oder komplexen
Seegangs. DVRS ermöglicht es dem Anwender
frühzeitig effektive Verbesserungen in Mach-
barkeitsuntersuchungen und
Entwurfsplanungen zu berücksichtigen
NUTZEN
Schnellere, effektive und kosteneffiziente
Tests
Optimierte Hafen- und Vertäusysteme
Sicherer und effizienter Umschlag
Einfache Anwendung durch
Entscheidungsträger
DVRS (Dynamic Vessel Response System) dient z.B. der Simulation vertäuter Schiffe in
Hafenbecken, die unregelmäßigem Seegang ausgesetzt sind. ©DHI
© D
HI
Die Vermeidung gefährlicher Situationen an Liegeplätzen
und gleichzeitige Verringerung teurer Ausfallzeiten erfordern
eine detaillierte Beschreibung der Wellentransformation
sowie der damit verbundenen Schiffsresonanz. Um kosten-
günstige Lösungen zu finden, sollten diese Aspekte früh in
die Planungen einbezogen werden.
OFFSHORE-SCHIFFSVERTÄUUNG AN
SCHWIMMENDEN ANLAGEN
Seit einigen Jahren ist eine Zunahme von großen schwim-
menden Flüssiggasanlagen (LNG) sowie von schwimmen-
den Anlagen zur Umwandlung von flüssigem Erdgas zu
beobachten. Der Entladungsvorgang zwischen Anlage und
vertäutem Tanker findet auch in ungeschützten Gebieten
statt. Detaillierte Kenntnisse der relativen Schiffs-
bewegungen und der Trossenkräfte sind für die Machbarkeit
und Betriebssicherheit der Anlage erforderlich.
Untersuchungen von kritischen Seegängen und
Optimierungsuntersuchungen von Vertäusystemen müssen
hierbei die Wechselwirkungen mehrerer schwimmender
Körper berücksichtigen.
VORBEIFAHRENDE SCHIFFE VERURSACHEN
GEFÄHRLICHE BEWEGUNGEN BEI VERTÄUTEN
SCHIFFEN
Die Bewegung großer Schiffe in relative flachem Wasser
verursacht instationäre Schwall- und Sunkwellen. Diese
Wellen können problematisch für in der Nähe vertäute
Schiffe und andere schwimmende Körper werden. Dies trifft
insbesondere auf große Schiffen zu, die in räumlich
begrenzten Fahrwassern wie Flüssen oder engen Estuaren
manövrieren. Die schiffinduzierten Wellen können zur
Entstehung von langperiodischen Wellen und signifikantem
Absunk führen, was in gefährlichen Situationen am Anlege-
platz resultieren kann. Die Zunahme von Größe und Anzahl
der Schiffe in großen Häfen weltweit verlangt nach
Regelungen, die minimale Passierabstände und
Geschwindigkeitsbegrenzungen festlegen. Auch
Verbesserungen der Vertäusysteme von betroffenen
Schiffen können erforderlich sein, um die Betriebssicherheit
zu gewährleisten, und Ausfallzeiten zu reduzieren.
NUMERISCHE MODELLE SIND OFT KOSTEN-
GÜNSTIGER UND SCHNELLER ALS PHYSIKALISCHE
MODELLVERSUCHE
Traditionell werden physikalische Modellversuche in großen
Versuchsbecken durchgeführt, um Belastungen und
Resonanzverhalten von vertäuten Schiffen zu bestimmen.
Oft bilden jedoch numerische Modelle eine schnellere und
kostengünstigere Alternative. Deshalb hat DHI den Dynamic
Vessel Response Simulator (DVRS) entwickelt: Ein fortge-
schrittenes numerisches Modellsystem, das die effiziente
und kostengünstige Durchführung dieser Art von hydrau-
lischen Untersuchungen ermöglicht. DVRS beschleunigt
außerdem den Bewertungsprozess und berücksichtigt eine
Vielzahl von Einflüssen.
DVRS VEREINT DAS BESTE AUS ZWEI WELTEN
DVRS simuliert die Bewegung von vertäuten Schiffen und
schwimmenden Körpern im Zeitbereich. Durch eine inno-
vative und effiziente Kopplung vereint DVRS das Beste aus
zwei Welten: (1) „MIKE Powered by DHI”‘s Wellen- und
Hydrodynamikmodelle dienen als Wellen- und Strömungs-
gleichungslöser und das (2) FVRS (Frequency Vessel
Response Simulator) berechnet zunächst das Resonanz-
verhalten von schwimmenden Körpern im Frequenzbereich.
DVRS kombiniert es mit den Ergebnissen der Wellen- und
Hydrodynamikmodelle, wodurch die dynamischen
Bewegungen der schwimmenden Körper für alle sechs
Freiheitsgrade dynamisch ermittelt werden.
LEICHT VERSTÄNDLICHE ERGEBNISSE
DVRS ist DHI’s State-of-the-Art-Werkzeug für die Analyse
von vertäuten schwimmenden Körpern, die Wellen,
Strömungen und Wind ausgesetzt sind; sei es in Häfen oder
Offshore. Es liefert hochpräzise Ergebnisse, die von
Entscheidungsträgern leicht interpretiert werden können.
DVRS liefert Zeitreihen der Bewegungen der 6 Freiheits-
grade sowie Kräfte in Trossen und Fendern sowie
Diffraktionskräfte. Wellen-, Strömungs- und Schiffsbe-
wegungsmodelle sind mit Hilfe von physikalischen
Modellversuchen verifiziert. Die Ergebnisse können zudem
in 3D-Animationen dargestellt werden.
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DVRS simuliert die Wechselwirkungen mehrerer vertäuter
Schwimmkörper in offenen Gewässern unter Einbeziehung von Wind,
Strömungen und Wellen, inkl. Driftbelastungen. © DHI
Kontakt: [email protected]
Für zusätzliche Informationen besuchen Sie: www.dhi-wasy.de / www.dhigroup.com
Durch vorbeifahrendes Schiff hervorgerufener Absunk kann sehr
problematisch für vertäute Schiffe sein. © DHI
