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schnitte.pdf

Hallo liebes Forum,

ich bin neu hier und wende mich auch gleich mit einer Frage an euch:
Für eine CFD-Simulation habe ich in NX ein SWATH-Rumpfmodell angefertigt (wenn es interessiert: http://de.wikipedia.org/wiki/Small_Waterplane_Area_Twin_Hull).
Hat wunderbar geklappt.
Nun muss ich noch für die Vergleichsrechnung der beiden Rumpfformen bei Wellengang ein Boot mit einem "normalen" Rumpf modellieren.
Schnell in der Bibliothek vorbei geschaut und ein Buch gefunden über Yacht Design. Dort waren verschiedene Bootstypen abgebildet, alle mit ihren Crossections als Visualisierung des Rumpfes (ältere Ausgabe, da gabs noch keine 3D-Renderings).
Nun habe ich mir grob auch solche Crosssections überlegt und diese in NX gebaut auf Datum Planes in dem entsprechenden Abstand.
Nach meinem Verständnis müsste ich jetzt "nur" eine Fläche aus diesen Crosssections generieren.
Gesagt, Tutorial der Uni aufgerufen (http://nx2009.iim.maschinenbau.tu-darmstadt.de/index.php?option=com_jls&view=article&catid=80%3Afreiformflaechen&id=231%3Agrundlagen-der-freiformflaechenmodellierung-in-nx&Itemid= 29).
Durchgearbeitet, klappt auch super..

Nun mit den Bootschnitten probiert.
Ich habe entsprechend die Schnitte als Studio Splines erzeugt und wollte dann ein Studio Surface erzeugen.
Allerdings bin ich jetzt auf mehrere Probleme gestoßen. Zum einen gibt es im Rumpf Steigungssprünge. Das ist aber so gewollt und sollte ja auch mit getrennten Studio Planes kein Problem sein.
Des Weiteren habe ich Guidelines eingefügt. Das Problem ist nun, dass der Rumpf in einem Punkt zusammenläuft. Das habe ich überhaupt nicht geschafft, auch nicht beim Testen, da Studio Plane eine Curve erwartet und keine Points.

Nun bin ich im allgemeinen etwas ratlos. Die Oberfläche muss für den Test nicht gut aussehen, sie muss nur immer die vorgegebene Position einhalten und ungefähr einen Schiffsrumpf ergeben.
Eins meiner Probleme war zum Beispiel eine extreme Ausbeulung zwischen dem Heck und dem ersten Schnitt, der die Verrundung (40m weiter vorne vom Heck aus gesehen) einleitet. Ist dies lösbar, indem ich noch einen identischen Schnitt dazwischen einziehe, auf der Hälfte sozusagen, oder hilft dies nicht?
Ich habe mal meine Skizzen angehängt (3 Ansichten mit Profillinien).

Ich würde nun gerne wissen, wie ich diese Profillinien am sinnvollsten zu einem Rumpf verbinden kann. Ich habe auch mit den Degrees der Kurven "gespielt". Allerdings hat das nicht wirklich geholfen, da ich nicht genau weiß, wann wo welches Degree Sinn macht.

Des weiteren bin ich am Überlegen, ob es Sinn machen würde, bzw. einfacher ist, statt senkrechter Schnitte des Schiffs eher waagerechte Schnitte zu nehmen und diese zu verbinden.
Aber auch hier stellt sich die Frage, welche Verbindung wohl die sinnvollste ist.

Ich weiß, dass Freiformflächen auch für Profis immer eine Herausforderung sind. Deshalb will ich auch keine perfekte Lösung. Ich brauche nur einen ungefähren Rumpf, den ich mit CFD in der Wellenanströmung (mit star-ccm+) simulieren kann. Und da ich Student bin, ist Schulung oder ähnliches leider keine Option (Ist auch eine Education-Lizenz hier an der Uni).
Ich bin nicht auf der Suche nach einer detaillierten Erklärung. Nur ein Hinweis in die richtige Richtung oder zum Beispiel zu einem Tutorial oder Buch, das mir helfen könnte, würde mir vollkommen reichen. Denn häufig reichen ein paar wenige Tipps aus der Erfahrung bei solchen Problemen aus.

Vielen Dank für eure Hilfe!

Grüße aus Darmstadt
Niels Göran

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Moin Niels,

anbei ein paar Anmerkungen zu dem, was ich überflogen habe (Du hast offensichtlich gerade viel Zeit  )

# die Aufteilung in vertikale Crosssections (mit 3 s) ist sicher sinnvoll.
# je nach Funktion (zb through curves mesh) kannst Du mehrere "Guides" (Führungskurven) verwenden, um die Fläche zu beeinflussen
# es muss (und soll) nicht immer eine durchgängige Fläche in einem Schritt entstehen. Gerne auch aufteilen in mehrere Schritte, anschließend trimmen, vernähen und / oder verrunden.

Hoffe, das hilft soweit erst einmal weiter.

Viele Grüße, ebenfalls aus Darmstadt!

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Beste Grüße,  Jens Neumann

      
            kann NX 

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Hull.rar

Hallo Niels,

stell mal ein Bild von einem Schiffsrunpf rein, den du haben möchtest (das Schiff im PDF sieht ja schon etwas komisch aus, oder) . Dann sehe ich mal was ich für dich tun kann.

Die Flächenqualität sollte schon ok sein, da gerade Star CCM große Probleme mit "schlechten" Flächen hat.

Aber du hast ja NX, also ist es gar kein Problem, einen guten Strak anzufertigen. Und das auch noch in recht kurzer Zeit.
Genau zu erklären, wie das geht, würde diesen Rahmen des Forum sprengen. Dafür gibt es spezielle Schiffbaubezogene Schulungen, zudem verdiene ich mein Geld mit dem Straken von Schiffen und weiß deswegen, dass das nicht in zwei Sätzen erklärt ist.

Ich habe dir jedoch ein kleines Beispiel beigelegt, welches natürlich nicht strakt und auch keine guten hydrodynamischen Eigenschaften hat. Auch stimmen die Hauptabmessungen wohl nicht mit deinen überein. Aber es kann dir den richtigen Weg zeigen.

Evtl. hilft dir das ja schon.

Grüße
Felix

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Hallo Jens,

vielen Dank für die Antwort. Zeit ist relativ, mich fasziniert das Thema und daher investiere ich etwas mehr Zeit ;-)
Wahrscheinlich bin ich etwas zu erwartungsvoll an die direkte Erzeugung der gesamten Fläche.
Ich werde mal schauen, einzelne Flächen zu erzeugen und dann zu verbinden und verrunden..

Eine Nachfrage hätte ich noch:
Was meinst du mit "mit 3s" für die vertikalen Cross-Sections?

Danke!

Grüße
Niels Göran

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rumpfform.pdf

Hallo Felix,

vielen Dank für deine Antwort.
Da ich leider nur allgemeiner Maschinenbauer im Studium bin, muss ich leider nachfragen, was genau ein Strak ist.
Sind damit die vertikalen Cross-Sections gemeint?

Im angehängten PDF habe ich drei Bilder rausgesucht, die am ehesten den Rumpf darstellen, den wir gern simulieren würden.
Das erste Photo ist noch das beste, allerdings ist das Boot insgesamt zu kurz..
Beim letzten ist viel mehr am Unterwasserschiff, als wir wollen, dort geht es nur um die Kontur..
Im originalen PDF der Schnitte, Seite 2, sieht man ein bisschen den Übergang von einem etwas kasten-förmigen Profil zu einem v-shaped am Bug...

Hoffe, dass klärt ein bisschen, wie wir uns den Rumpf vorstellen....

In die part-Datei werde ich gleich mal reinschauen (wie gesagt, der Rumpf soll keine guten hydrodynamischen Eigenschaften haben, Ziel ist es Star-CCM kennen zu lernen ;-) )

Danke!

Grüße
Niels Göran

P.S.: Kannst du ein gutes Buch empfehlen um sich ein bisschen in den Schiffsbau einzulesen?
Ich habe schon mal nach Skripten gesucht, aber nichts gefunden... Mich würden einfach die Grundlagen interessieren... (Hydrodynamik, Antrieb, Rumpfformen, ....)

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Hallo Felix,

vielen, vielen Dank für die Part-Datei.
Das ist genau woran ich in den letzten Tagen stundenlang gearbeitet habe und es einfach nicht hinbekommen habe.
Die Reihenfolge deiner Arbeitsschritte war die Lösung und bei mir Ursache der Probleme.

Ich würde den Rumpf gerne noch ein wenig erweitern (Heck zu machen und oben zumachen, damit ich daraus ein negativ Modell in Star CCM generieren kann).
Wäre es OK für dich, wenn ich den Rumpf von dir weiterverwende für die Simulation?
Das wäre echt super!

Vielen Dank!

Grüße
Niels Göran

P.S.: Wo in Deutschland arbeitest du denn? Ich bin am überlegen in den nächsten Semsterferien ein Praktikum im Schiffsbau-Sektor zu machen, da mich mein momentanes Arbeitsfeld, die Luftfahrt, nicht mehr so fasziniert wie zu Studienbeginn. Hättest du evtl. einige Tipps, welche Werften Praktika anbieten?

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Straken ist das aus schiffbaulicher Sicht (Hydrodynamik) Formen und Glätten von Kurven und Oberflächen.

Das habe ich eigentlich erwartet. Das PDF zeigt drei komplett verschiedene Schiffsformen.
Was wollt ihr nun haben? Einen Knickspant Yacht (Foto 1), eine klassische Rundspant Yacht (Foto 2) oder ein Fährboot Rumpf.

Ich gehe mal davon aus, das Foto 1, also die Knickspant Yacht das ist was ihr sucht. Ist auch das Einfachste. Kann eigentlich mit ein paar Splines und Studio- oder Gitter- Flächen für euren Fall genau genug erstellt werden.

Mache folgendes mit Splines:

Erstelle die Mittschiff Bodenkontur
Erstelle die Steven Kontur
Erstelle den Übergang Steven-Boden Kontur
Erstelle Seite Deck Kontur
Erstelle Knicklängslinien Kontur
Erstelle Spiegel Boden Kontur
Erstelle Spiegel Seiten Kontur
Erstelle 1 oder 2 Spant Konturen

Lege Studio- oder Gitterflächen über die erstellten Splines.

Das wars. Eigentlich so wie in meinem Beispiel.

Grüße
Felix

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Hallo Felix,

danke für die genaue Erklärung. Bild 1 und damit dein Beispiel treffen es genau.
Ich sehe jetzt auch den Unterschied zwischen Bild 1 und Bild 2. Wie gesagt, bin ich auf dem Gebiet vollkommen neu.
Daher kurz nochmal die Frage: Gibt es ein Buch, was du als Einstieg in die Grundlagen empfehlen könntest? Nur Grundwissen, ich weiß, dass das keinesfalls eine Ausbildung / Studium auf dem Gebiet ersetzen kann. Nur um sich einen Überblick über Rumpfformen, grundlegende Ansätze bei der Entwicklung und bekannte Funktionen (Stabilisatoren) zu verschaffen bzw. ihre Funktionsweise erklärt zu bekommen.

Dürfen wir dein Modell für unsere Simulation verwenden? Wäre eine große Hilfe...

Danke!

Grüße
Niels Göran

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Hi Niels,

Modell kannst du verwenden.

Literatur kann ich dir nicht empfehlen, liegt aber daran, dass ich keine kenne, was nicht heißt, dass es keine gibt.

Viel Erfolg weiterhin.

Grüße
Felix

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Hallo Felix,

vielen Dank.
Bezüglich eines Buches oder anderer Literatur hoffe ich dann mal auf die anderen User des Forums.
Ich habe in NX noch den Punkt "Ship Design" gefunden.
Sehe ich das richtig, dass der aber erst wirklich sinnvoll nutzbar ist, nachdem man Rumpf und Superstructure gebaut hat und die von innen mit Struktur füllen will?

Grüße
Niels Göran

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Hallo Niels,

Richtig. Ist für die Konstruktion und die Arbeitsvorbereitung (CAM Prozess) bis zu Profillisten und Brennteilübergabe an ein Schachtelsystem.
Funktioniert aber nicht unter NX7. Ist nur in NX506 MP10 (ja NX5!) und in NX754 MP6 mit Hotfixen lauffähig, wird in diesen Versionen auch auf Werften Europaweit eingesetzt.
Ab NX8 ist dann eine neue Applikation vorhanden, die aber zur Zeit auch noch nicht produktiv einsetzbar ist. Ich erwarte eine teilweise lauffähige Version ab NX801. Diese arbeitet aber nur noch in Kombination mit Teamcenter. Für NX85 hoffe ich auf eine komplett lauffähige Version.
Mal abwarten...

Grüße
Felix

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Hallo Felix,

eine kleine Nachfrage hötte ich noch, die sich allerdings mehr auf den Schiffsbau im Allgemeinen bezieht:
Unser SWATH-Modell hat nach Berechnung über das getauchte Volumen eine Masse von 302375kg für das Halbmodell (604750kg für das ganze Schiff).
Unser Vergleichs-V-Shape mit einem Tiefgang von 4m hat ein getauchtes Volumen für das Halbmodell von 808 m^3. Sprich bei Seewasser 15° (Dichte: 1025 kg/m^3) eine Masse von 828573 kg.
Diese beiden Schiffe nun zu vergleichen ist ja schier unmöglich, da bereits durch die Massendifferenz der Vergleich fast unmöglich wird. Allerdings war die Aussage der Werft, dass in den meisten Fällen eine 40m SWATH Yacht mit einer 70m V-Shape verglichen wird.

Scheint dir diese Aussage Sinn zu machen?
Ich bin etwas verwirrt, da unsere V-Shape ungefähr genauso breit ist wie die SWATH-Yacht aber deutlich länger. Sollte hier nicht eher eine vielleicht 50m lange Yacht verwendet werden, um den Vergleich anzustellen?

Schönes Wochenende und Grüße aus Darmstadt
Niels Göran

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Hallo Niels,

ich hab ja sonst nichts zu tun am Sonntag Abend  .

Das zu beurteilen ist nicht ganz einfach, da ich die Hauptabmessungen deiner Yacht nicht kenne und zudem kein Spezialist für SWATH Yachten bin.
Nur die Länge und den Tiefgang gibst du an. Die Breite gibst du nicht an. Der Tiefgang von 4m lässt auf eine Verdrängeryacht schliessen.
Ich gehe mal von einer für 70m Länge üblichen Breite von ca. 12m aus. Der Tiefgang von 4m kommt ganz gut hin, könnte aber durchaus auch weniger sein (3,5-3,8m).

Bei deinen 808t ergibt sich ein Blockkoeffizient von:

CB = 808/(70x12x4) = 0,24

Das ist unrealistisch für eine Verdrängeryacht. Realistisch wäre CB = 0,4 - 0,5, also ein Schiffsgewicht von 1500t, was auch im Bereich des üblichen liegen würde.

Da passt also was nicht.

Ein Blockkoeffizient von 0,24 lässt eher auf eine Gleityacht schliessen (durchaus möglich bei 70m Länge). Dazu würde aber der Tiefgang nicht passen. Da würde ich eher auf 2,5 bis 3m max tippen, also ein Schiffsgewicht von:

V = 70 x 12 x 3 x 0,24 = 605t. Das wäre ine extrem leichte Yacht bei diesen Abmessungen. Das muss man erst mal realisieren können, aber auch das sehe ich als durchaus möglich.

Das passt ja auch wieder mit dem Gewicht der SWATH Yacht.

Also entweder den Tiefgang verringern oder die Linien so straken, dass 605t Gewicht auch bei 4m Tiefgang rauskommen (scheint mir schwierig zu sein) oder tatsächlich eine kürzere Yacht zum Vergleich zuziehen. Wenn jedoch die Werft angibt, dass mit einer 70m Yacht verglichen werden kann, wird das schon richtig sein. Die kennen sich schliesslich aus auf dem Gebiet.

Aber eigentlich ist das was ich hier schreibe mehr der Blick in die Glaskugel. Aber evtl. hilft es dir ja.

Viele Grüße
Felix

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Hallo Felix,

vielen Dank, werde ich mir morgen mal sehr genau anschauen und ggf. das Modell anpassen.

Grüße
Niels Göran

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Hallo Felix,

ich glaube, da liegt eine Fehlkommunikation meinerseits vor..
Das Gewicht von 828 to ist für das Halbmodell, sprich das gesamte Modell wiegt 1657.146 to. Damit ergibt sich bei der angepassten Breite von 18m ein CB-Wert von 0.3287.
Das ist schon mal näher an dem bereich 0.4 - 0.5 dran.
Wenn ich nun bei dem Modell bleibe (70m, 18m) und den Tiefgang variieren, bekomme ich jeweils andere CB-Werte heraus... (Zum Vergleich: Wasserlinienfläche SWATH: 61m^2)

Tiefgang          Masse (in Tonnen)              CB                Wasserlinienfläche
---------------------------------------------------------------
3.5m                1286.207 to                        0.2916        686.237 m^2
4m                    1657.146 to                      0.3287        760.7342 m^2
4.5m                2056.464 to                      0.3627        796.911 m^2

Ich würde jetzt auf Grund der Rechenzeit bei dem Tiefgang von 4m bleiben. Damit sind die Massen zwar noch etwas auseinander, aber das muss ja auch so sein, da die Verdrängung geringer sein muss bei einer SWATH...

Wegen der Vergleichbarkeit werde ich nochmal die Werft kontaktieren..

Grüße und Dank für die Hilfe!
Niels Göran

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