MARIN - Plan voor Achtergrondresearch, 1994

(1)

ScheepshydromechanJca Archief Mekelweg 2, 2628 C D Delft Tel.: 015 . 788873 - Fax: 015 - 781833

Plan voor

Achtergrondresearch

1994

MAIUN

(2)

Maritime Research Institute Netherlands

Bij de voorplaat:

CFD berekening van de stroming en de tipwervelvorming rond de tip van liftgenererende vleugel (voorstudie naar de stroming rond de tip van een blad van een scheepsschroef).

De berekening is een onderdeel van een projekt dat gesponsord wordt door de EG, de Koninklijke Marine en het MARIN Achtergrondresearch-programma. De berekening is uitgevoerd met het reeds eerder in het kader van het Achtergrondresearch-programma ontwikkelde MARIN programma PARNASSOS.

(3)

IlliUHRi

1. Inleiding.

2. Ontwikkelingen in de (achtergrond)research.

3. Uitgangspunten voor 1994.

4. Korte karakterisering van de onderwerpen.

5. Budgetoverzicht.

BIJLAGEN

Korte beschrijvingen van de voorgestelde projekten:

1. CFD schepen.

II. Transportperformance in vlak water.

III. Transportperformance in zeegang.

IV. Bestek en oplevering.

V. CFD offshore.

VI. Nieuwe scheepstypen.

VII. Veiligheid en milieu.

VIII. Transportketens.

IX. Systemen aan boord.

X. Instrumentatie ontwikkeling.

(4)

1. Inleidinc

De Minister van Ekonomische Zaken stelt in zijn nota "Industriebeleid in de jaren negentig" dat de bijdrage van de Nederlandse industrie aan de ekonomische groei niet voldoende is. De industrieële struktuur kent kwetsbare plekken vanwege onvoldoende schaalgrootte en weerstandsvermogen. De Minister wil door zijn industriebeleid bijdragen aan het vergroten van het konkurrentievermogen van de Nederlandse industrie. Eén van de onderdelen van dit industriebeleid is het verbeteren van het innoverend vermogen van de industrie door middel van een technologiebeleid dat gericht is op onderzoek naar en ontwikkeling van technologie voor produkten procesontwikkeling door en voor het bedrijfsleven.

In de nota "Concurreren met kennis" wordt eveneens gesteld dat het innoverend vermogen van het Nederlandse bedrijfsleven te gering is. De oorzaak is dat er in Nederland te weinig technologie ontwikkeld wordt, dat er te weinig in de kennisinfrastruktuur geïnvesteerd wordt, en dat het bedrijfsleven onvoldoende effektief is in het commercialiseren van de technologische voooiitgang.

De maritieme sektor, met als hoofdkomponenten scheepvaart, scheepsbouw en offshore, is nog steeds een belangrijk element in het Nederlandse industrieële landschap. Dit wordt nog eens onderstreept door de uitspraak van de vice-voorzitter van de Europese Commissie, Bangemann, die tijdens de 4e bijeenkomst van het Maritime Industries Forum stelde dat de maritieme industrie niet gezien moet worden "as sunset, but technologically advanced and of strategic importance". Nederland beschikt, ondanks alle inkrimpingen, nog steeds over een goede en volledige maritieme infrastruktuur waarmee een flinke bijdrage aan het nationaal produkt en de welvaart geleverd wordt. Het is de moeite waard deze infrastruktuur in stand te houden.

De Grote Technologische Instituten (GTI's) hebben als taak om op bepaalde gespecialiseerde vakgebieden technologie te ontwikkelen en toe te passen^ ten behoeve van het bedrijfsleven. MARIN is één van die instituten en beweegt zich op het terrein van de maritieme technologie, met als specialisatie de hydrome-chanica. Het is niet de taak van de GTI's om zelf produktinnovatie te doen. Dat is een taak voor het bedrijfsleven. Het is wel de taak om er voor te zorgen dat de benodigde technologie beschikbaar is en gebruikt kan worden. Ook is het de taak van de GTI's om het bedrijfsleven te wijzen op nieuwe, dan wel in de naaste toekomst ter beschikking komende mogelijkheden.

Het ARD programma is bedoeld om maritieme technologie te ontwikkelen en toe te passen. Vastgesteld kan worden dat dit past binnen het beleid van de overheid om de technologieontwikkeling te stimuleren en op die manier bij te dragen aan de verbetering van de konkurrentiepositie van het bedrijfsleven.

*1 " I n d u s t r i e b e l e i d i n de j a r e n n e g e n t i g " . B r i e f van de M i n i s t e r van

Ekonomische Zaken aan de v o o r z i t t e r van de Tweede Kamer d e r S t a t e n

G e n e r a a l d.d. 1993-02-24.

*2 "Concurreren met k e n n i s " . B e l e i d s v i s i e t e c h n o l o g i e van de M i n i s t e r van

Ekonomische Zaken.

(5)

Plan voor Achtergrondresearch 1994

ZiWliïnVLSs^^^

-3-Maritime Research Institute Netherlands

2. Ontwikkelingen in de (achtergrond)research

De bedrijfsvoering van MARIN is gebaseerd op twee pijlers: - het toepassen van technologie

- het ontwikkelen van technologie.

Het doel van de research bij MARIN is enerzijds voortdurend te werken aan de verbetering van het toepassen van technologie, en anderzijds nieuwe kennis en technologie te ontwikkeien ten behoeve van toekomstige toepassingen. De toepassing van technologie moet sneller, goedkoper en betrouwbaarder worden. Met name het kostenaspekt is thans extra belangrijk vanwege de hevige konkurrentie die MARIN op de momenteel krappe markt onden/indt, en het effekt van de harde gulden.

Gezien het belang dat de samenleving heeft bij het beschikbaar hebben van hoogwaardige technologie vindt financiering van de research bij MARIN de laatste jaren vooral plaats vanuit de door de overheid beschikbaar gestelde fondsen voor het Achtergrond Research & Development (ARD) programma. Basiskennis wordt op de universiteiten ontwikkeld.

Het belang dat de industrie heeft bij het MARIN onderzoek uit zich voorts onder meer in researchprojekten die MARIN samen met industriële partners weet te financieren: de Gesponsorde Research & Development (GRD). Deze laatste vorm van onder2oek wordt soms deels gefinancierd vanuit de ARD en deels vanuit fondsen die door de industrie beschikbaar zijn gesteld. Beide vormen van sponsoring van onderzoek vormen één geheel. De programmering wordt dan ook in zijn totaliteit beschouwd.

De mogelijkheden en de venA^achtingen over de ontwikkelingen in de markt zijn bepalend voor de programmering. Het instituut streeft daarnaast naar de volgende globale verdeling voor het totale onderzoek (ARD+GRD):

25 % kennisontwikkeling 50 % technologie ontwikkeling

25 % voor verbetering van eigen produkten en diensten

Omdat de GRD niet uitsluitend door het MARIN beïnvloed kan worden, wordt het ARD budget regelmatig gebruikt o m bij te sturen, opdat de streefverdeling zo goed mogelijk benaderd wordt.

(6)

mmm

3. Uitgangspunten voor 1994

Een onderzoeksprogramma is een levend geheel dat steeds in ontwikkeling is en daarom ook voor wat betreft indeling en naamgeving voortdurend geëvalueerd wordt. De in 1993 ingezette ontwikkeling, waarbij gekomen is tot een meer logische samenvoeging van verschillende onderwerpen tot met elkaar samenhangende clusters, is dit jaar voortgezet.

De in 1993 gedefinieerde clusters waren:

1. Bestaande aandachtsgebieden:

1.1 Computational Fluid Dynamics (CFD) 1,2 Geavanceerde schepen

1.3 Operationele aspekten voor schepen en offshorekonstrukties 1.4 Floating offshore systems

1.5 Systemen t.b.v. modelproeven en ware grootte metingen 1,6 Diversen

II. Nieuwe aandachtsgebieden:

11.1 Veiligheid, milieu en leefbaarheid 11.2 Systemen aan boord

11.3 Bestek en oplevering 11.4 Kennisoverdracht 11.5 Diversen

In ondenwerp 1.1 ("CFD") waren zowel de schepen- als de offshore CFD ondergebracht, alsmede onderzoek m.b.t. het gedrag van conventionele schepen in het algemeen. Dit onderwep is nu opgesplitst in vier beter samenhangende en meer herkenbare delen, waardoor het vaststellen van konkrete doelen en tijdschema's verbeterd kan worden. De vier afzonderlijke delen zijn:

CFD schepen CFD offshore

Transport performance in vlak water Transport performance in zeegang.

In onderwerp 11.5 ("Diversen") waren pilotstudies ondergebracht betreffende "Transportketens" en "Conceptontwikkeling". Het ondenwerp "Transportketens" is nu apart benoemd, terwijl het onderwerp "Con-ceptontwikkeling" is opgenomen in onderwerp 1.2 "Geavanceerde schepen". Dit laatste onderwerp heet in het nieuwe plan "Nieuwe scheepstypen". Het ondenwerp "Operationele aspekten" is niet meer als zelfstandig ondenA^erp gehanteerd. Delen ervan zijn tenjg te vinden in ondenwerpen als "Transport performance" (zowel in vlak water als in zeegang), "Veiligheid en milieu" en "Systemen aan boord". Het onderwerp "Systemen t.b.v. modelproeven en ware grootte metingen" heet nu "Instrumentatie ontwikkeling".

(7)

Door deze wijzigingen zijn de volgende elf hoofdthema's in de ARD voor 1994 ontstaan:

1. CFD schepen

2. Transportperformance in vlak water 3. Transportperformance in zeegang 4. Bestek en oplevering 5. CFD offshore 6. Nieuwe scheepstypen 7, Veiligheid en milieu 8. Transportketens 9. Systemen aan iDoord 10. Instrumentatie ontwikkeling. 11. Diversen

(8)

mmm

4. Korte karakterisering van de ondenA/erpen in de ARD

1. C F D s c h e p e n

Het doel van het toepassen van CFD technieken is de verbetering van de dienstverlening door een hogere kwaliteit van de adviezen en reduktie van kosten en doorlooptijd. Door in een vroeg stadium CFD technieken toe te passen voor optimalisatie van ontwerpen kan aanzienlijk bespaard worden op de kosten voor modellen en modelproeven, zowel voor de scheepsromp als voor de schroeven.

2. Transport performance in vlak water

De aktiviteiten die in relatie staan tot brandstofverbruik en snelheid vormen nog steeds de basis voor de omzet van MARIN. Daarom moet MARIN voortdurend bezig zijn met het verder verbeteren van de gereedschappen en het vergroten van de kennis die bij de advisering op dit gebied een rol spelen. Transport performance in vlak water omvat alle aktiviteiten en kennis die behoren bij deze aktiviteiten, zoals o.a. weerstand, voortstuwing en manoeuvreren van schepen. Deze cluster van ondenwerpen betreft in feite het klassieke wer1<gebied van MARIN. Het onderzoek op dit gebied heeft als doel bij te dragen aan een verhoging van het ven/oersrendement. Accenten zullen vooral liggen op de interaktie tussen romp en voortstuwer in het licht van manoeuvreerbaarheid, voortstuwingsrendement en trillingsexcitatie.

3. Transportperformance in zeegang

Bij dit onderwerp gaat het vooral om het gedrag van het varend schip in zijn natuurlijke omgeving onder niet extreme (niet levensbedreigende) omstandigheden. De invloed van deze realistische omgeving op het vervoersrendement is het hoofddoel van het onderzoek.

4. Bestek en oplevering

Het op te zetten onderzoek is e r o p gericht verdere hulpmiddelen te ontwikkelen waardoor bij het ontwerpen veel meer naar de integrale bedrijfsvoering gekeken kan worden. Hierbij moet gedacht worden aan optimalisatie van de romp vanuit een filosofie van verminderde operationele kosten, handhaven van vaarschema's en veiligheid etc. Er zal ook rekening gehouden worden met statistische fluktuaties in de weersomstandigheden tijdens de reis, met behulp waan/an het "operational window" kan worden geoptimaliseerd. Het doel is onder meer reders te kunnen ondersteunen bij het opstellen van bestekken waarin verifieerbare (meetbare) eisen staan t.a.v. de genoemde aspekten, en werven en/of reders te kunnen adviseren en assisteren bij de verifikatie van die bestekseisen.

5. C F D offshore

CFD voor offshore konstrukties is van groot belang voor het nauwkeuriger voorspellen van t.g.v. wind, golven en stroming optredende krachten. CFD wordt bij MARIN in de offshore sektor veelvuldig toegepast. Regelmatig komen echter nieuwe toepassingen aan de orde of komen er vanuit de markt nieuwe vragen. De CFD gereedschappen moeten dan uitgebreid of aangepast worden.

(9)

6. Nieuwe sclieepstypen

Voor het snelle vervoer van personen of goederen, voor patrouilletaken of onderzoekswerkzaamheden worden steeds meer vaartuigen ingezet die zich onderscheiden van de traditionele enkelrompsschepen. Om de huidige en toekomstige vragen vanuit de markt adequaat te kunnen beantwoorden en om voorbereid te zijn op venwachte ontwikkelingen wordt onderzoek gedaan naar de hydromechanische aspekten van alle in aanmerking komende scheepstypen. In 1994 zal de nadojk liggen op de conceptontwikkeling van Surface Effect Schepen (SES) in het kader van door de EG en de industrie mede ondersteunde projekten.

7. Veiligheid en milieu

Vanuit de gebruikers en de overheden, mede ingegeven door een toenemende druk vanuit de samenleving, worden veiligheid, milieu en leefbaarheid aan boord ook voor de maritieme sektor steeds belangrijker. Konstruktie bedreigende eftekten, het gedrag van stuurloos drijvende schepen en risiko analyse behoren tot deze categorie. Omdat de zee een inherent stochastisch proces is, zijn voor risico analyses en voor het maken van ontwerpen methoden nodig die op waarschijnlijkheidsrekening gebaseerd zijn. Gebruik makend van elders reeds ontwikkelde kennis zullen praktisch toepasbare methoden ontwikkeld en geëvalueerd worden.

8. Transportketens

Het schip is een onderdeel van de totale transportketen en moet in dat kader als deel van dat systeem ontworpen en beoordeeld worden. Vooral de punten waar verschillende delen van de keten aan elkaar gekoppeld worden verdienen bijzondere aandacht. In verkennende studies zal onderzocht worden wat de invloed is van het denken in transportketens op de bestaande ondenwerpen. MARIN kan vanuit haar specialisatie bijdragen op naastgelegen gebieden zoals de binnenvaart, en tevens onderzoeken of een eventuele verbreding van haar werkgebied noodzakelijk, nuttig en mogelijk is.

9. Systemen aan boord

Door de snelle ontwikkelingen in meet- en analysemogelijkheden is het binnen bereik gekomen om de operationele dienst aan boord on- line te ondersteunen met informatie over het schip. Bewegingen, optredende spanningen in de konstruktie en b.v. brandstof verbruik kunnen direkt gevisualiseerd worden om de bemanning te ondersteunen bij beslissingen. Ook kan met dergelijke systemen een optimale belading of routering bepaald worden. Bovendien kan op deze wijze een database van in werkelijkheid voorkomende kondities opgebouwd worden, hetgeen bij zal dragen aan de kwaliteit van de uitvoering van de ven/oersfunk-tie in de toekomst.

10. Instrumentatie ontwikkeling

Naast het uitvoeren van hoogwaardig technisch werk is het ook van groot belang voor het MARIN om voor het meer routinematige werk te kunnen konkurreren met andere instituten. Naast kostenreduktie moet een hoge kwaliteit gehandhaafd worden. Dit kan alleen met een hoge graad van automatisering. De verdere ontwikkeling en optimalisering van de basismeetsystemen verdient aandacht. De ontwikkeling van nieuwe meetsystemen die het meten en waarnemen van specifieke verschijnselen mogelijk maken kunnen een konkurrentie voordeel opleveren.

(10)

11. Diversen

Hieronder vallen een aantal vaste posten, zoals algemeen literatuuronderzoek, de coördinatie van het onderzoek met de universiteiten, bijdragen aan het onderzoek binnen de Coöperatieve Research Schepen en het MSCN, de ontwikkeling van cursussen t.b.v. de industrie en de interne researchcoördinatie.

(11)

Maritime Researcti Institute Nettierlands

5. Budgetoverzicht

Bij het vaststellen van de budgetten is met de volgende punten rekening gehouden:

De strategie, zoals uiteengezet in het Strategisch Plan 1993. Hieruit volgt onder meer dat er een inhaalslag op het gebied van meetsytemen e.d. gepleegd moet worden, waardoor een groter deel van het ARD budget hien/oor ingenjinnd zal worden (zie de globale budgetverdeling in hoofdstuk 3).

De kontinuïteit t.o.v. de in het vorige plan opgenomen meerjarige onderzoeksprojekten.

De reeds zeker gestelde bijdragen van de industrie en/of lichamen als CMO en de EG voor diverse onderzoeksprogramma's.

De verdeling van de budgetten over de elf hoofdondenwerpen is, rekening houdend met het bovenstaande, als volgt:

kHfl %

1. CFD schepen 550 10 2. Transportperformance in vlak water 655 12 3. Transportperformance in zeegang 350 6 4. Bestek en oplevering 75 1 ! i . CFD offshore 650 12 6. Nieuwe scheepstypen 675 12 7. Veiligheid en milieu 460 8 8. Transportketens 75 1 9. Systemen aan boord 350 6 10. Instrumentatie ontwikkeling 1280 22

11. Diversen 580 ₁₀

Totaal 5700 100

Het eerste concept van dit ARD plan is besproken in de Adviesraden "Schepen" en "Offshore". Hieruit resulteerden op enkele punten adviezen voor wijzigingen, welke in het definitieve plan zo goed mogelijk zijn doorgevoerd. Onder meer is in het plan nu duidelijker aangegeven welke bijdragen van derden (zoals CMO, EG en de industrie) worden verstrekt. Verder is het bedrag dat aanvankelijk gereserveerd was voor instrumentatie-ontwikkeling enigszins gereduceerd ten gunste van enkele andere onderwerpen, en is onderzoek op het gebied van schroef-schip interaktie toegevoegd.

(12)

mmm

B I J L A G E I: C F D Schepen

Inleiding

Met dit projekt wordt in de eerste plaats beoogd de op numerieke stromingsleer gebaseerde methoden voor het voorspellen van de stationaire omstroming van de scheepsromp verder te ontwikkelen. Dit betreft de berekening van enerzijds golfpatroon en golfweerstand, anderzijds van de viskeuze stroming en het volgstroomveld. In de tweede plaats wordt vanuit het budget dat voor dit ondenwerp vastgesteld is een projekt bij de TU Delft ondersteund betreffende de ontwikkeling van een panelenmethode voor het analyseren van scheepsschroeven. Het projekt "CFD Schepen" heeft een looptijd van drie jaar, en is verdeeld in de volgende taken:

1. Golfpatroon en -weerstand

1.1 Behandeling romp/vrij oppervlak aansnijding in het programma RAPID

1.2 Stroomlijning, verbetering, dokumentatie en overdracht aan produktie-afdelingen van het programma RAPID

2. Geometriebehandeling

3. Viskeuze stromingen

3.1 Stroomlijning en kennisoverdracht naar produktie-afdelingen en industrie van het programma PARNASSOS

3.2 Domeindekompositie t.b.v. het programma PARNASSOS

3.3 Ontwikkelen van een techniek voor het rekenen met hoge Reynoldsgetallen (zoals deze gelden voor het werkelijke schip)

3.4 Turbulentiemodellering

4. Ontwikkeling van een panelenmethode voor schroeven.

Doelstellingen

1. T.b.v. de niet-lineaire methode RAPID: uitbreiding toepassingsgebied, vergroting van de efficiency en de nauwkeurigheid, (voorlopige) afronding van de ontwikkeling, en introduktie in routinematig kommercieel werk.

2. Uitbreiding van het recentelijk ontwikkelde geometriesysteem (beschrijving van de rompvorm m.b.v. B-spline oppervlakken), en koppeling hiervan met de CFD applikatiesoftware.

3. T.b.v. het viskeuze omstromingsprogramma PARNASSOS: toegankelijk maken voor gebruik door anderen dan de experts, en introduktie bij de industrie; de mogelijkheid ontwikkelen om de omstroming van rompaanhangsels (zoals roeren, straalbuizen, vinnen, asdragers etc.) en van ingewikkelde rompdelen te berekenen; het kunnen berekenen van viskeuze schaaleffekten door zowel de omstroming van een model als die van het werkelijke schip te berekenen; verbetering van de nauwkeurigheid door verbetering van de turbulentiemodellering.

(13)

mmm

B I J L A G E I: C F D Schepen (vervol

Relevantie

De kombinatie van het gebnjik van CFD- en experimentele technieken leidt voor de industrie tot verkorting van de doorlooptijd van het scheeps- of schroefontwerp, tot de verbetering van de kwaliteit van de ontwerpen, en tot kostenverlaging. Met de toepassing van eerder binnen het ARD programma ontwikkelde CFD programma's is MARIN zeer succesvol, en ligt het vóór op de konkurrentie. Door het toepassen van CFD slaagt MARIN erin een groter marktaandeel t.a.v. het experimentele werk te verkrijgen. Het behouden, dan wel (gedoseerd) vergroten van deze technologische voorsprong is dus uiterst belangrijk.

Budgetten (in kHfl) Taak 1994 1995 1996 1.1 50 1.2 65 105 2. 125 50 50 3.1 30 80 130 3.2 200 265 265 3.3 50 3.4 30 4. 30 30 30 Totaal 550 530 505

Het onderzoeksprogramma is mede afgestemd op onderzoeken die in opdracht van CMO en de Koninklijke Marine worden uitgevoerd. Bij taak 4 wordt onderzoek bij de TU Delft ondersteund.

Gestroomlijnde CFD software voor de berekening van de omstroming van de scheepsromp en rompaanhangsels voor zowel modelschaal als ware grootte, die ook door niet-experts toepasbaar is.

Het bij de TU Delft ter beschikking komen van basistechnologie m.b.t. de verbeterde analyse van scheepsschroeven, welke MARIN later verder kan ontwikkelen en toepassen.

(14)

Maritinne Research Institute Netherlands

B I J L A G E II: Transportperformance In vlak water

Inleiding

Binnen dit kader is een viertal hoofdtaken gedefinieerd. Aktuele problemen bestaan in de dagelijkse dienstverlening aan de industrie op het gebied van de voorspelling van het gedrag van de voortstuwer, het manoeuvreergedrag (o.a. nieuwe IfvlO-regels) en de korte termijn advisering m.b.v. (semi-) empirische software. T.a.v. het gedrag van de voortstuwer zélf worden met name schaaleffekten onderzocht die zich blijken voor te doen bij toepassing van moderne schroefgeometrieën (high-skew, profielen met grote stootvrije invalshoeken), het gedrag van de schroef in het volgstroomveld en de wisselwerking tussen voortstuwer en romp. Voorts wordt de steun aan fundamenteel onderzoek op het gebied van cavitatiegeluid bij de Universiteit Twente voortgezet.

In dit projekt zijn de volgende taken vastgesteld:

1. Voorspelling van het gedrag van de voortstuwer

1.1 Schaaleffekten op de voortstuwingseigenschappen van schroeven 1.2 Cavitatiegeluid

1.3 Schroefanalyse in een volgstroomveld 1.4 Schroef-romp interaktie

1.5 Waterjet-romp interaktie

2. Voorspelling van het manoeuvreergedrag (met name de invloed van schaaleffekten hierop)

3. Statistische voorspellingsmethoden

4. Kennisinfrastruktuur: het opzetten van een gestroomlijnd adviessysteem.

Doelstellingen

1.1 Het ontwikkelen van nieuwe formuleringen voor schaaleffektkorrekties op de voortstuwingskarakteristieken van schroeven, alsmede het invoeren van een internationale standaard voor turbulentiestimulatiemiddelen op schroefmodellen.

1.2 Het ontwikkelen van inzicht in het instationaire gedrag van cavitatie, en de relatie daarvan met geluidsproduktie.

1.3 Het toevoegen van eenvoudige methoden voor de voorspelling van tipwervel- en bladwortelcavitatie aan het schroefanalyseprogramma ANPRO, alsmede het visualiseren van de resultaten.

1.4 Het als vervolg op eerder uitgevoerd onderzoek (o.a. het mede door CMO ondersteunde onderzoek aan de "Nedlloyd Rochester") vaststellen van de interaktie bijdragen in op een schip (of het model daarvan) gemeten dmkfluktuatles boven de schroef. Dit onderzoek zal onder meer metingen op ware grootte bevatten met een in 1993 beschikbaar gekomen kunstmatige excitatiebron. Mede in verband met de daarmee samenhangende hoge kosten zal een Joint Industry Project opgezet worden.

1.5 Het ontwikkelen en valideren van experimentele- en rekentechnieken voor het bepalen van de wisselwerking tussen een waterjet en een scheepsromp, alsmede het ontwikkelen van een methode om resultaten van modelproeven te kunnen extrapoleren naar ware grootte.

(15)

Maritinne Research Institute Netherlands

B I J L A G E II: Transportperformance In vlak water (verYolq)

2. Het ontwikkelen van een methode om schaaleffekten te kunnen bepalen op hydrodynamische verschijnselen die van invloed zijn op de voorspelling van het manoeuvreergedrag van een schip op basis van modelproeven.

3. Het verbeteren van de methode waarmee de resultaten van voortstuwingsproeven met scheepsmodellen worden geëxtrapoleerd naar ware grootte, met name wat betreft de voorspelling van het toerental van de schroef.

4. Het opzetten van een gebruikersvriendelijke verzameling van bestaande software en bestanden in een PC omgeving, waarmee MARIN beter en sneller in staat is antwoorden te geven op een breed scala van vragen die de industrie in de praktijk aan het MARIN voorlegt.

Relevantie

De dienstverlening en advisering op het gebied van het gedrag van schepen in vlak water vormt de ruggegraat voor de inkomsten van MARIN. MARIN heeft t.o.v. de konkurrentie een zeer goede naam waar het gaat om de kwaliteit en levertijd van deze dienstverlening. Voorspellingen van MARIN op dit gebied hebben voor de industrie grote waarde door hun hoge betrouwbaarheid. De voorspellingen worden gedaan door zowel gebruik te maken van (semi-) empirische software, als van proeven met modellen van schepen en schroeven. Daar waar gekonstateerd wordt dat er, o.a. door nieuwe ontwikkelingen op het gebied van scheepsvormen en voortstuwers, gevaar bestaat dat sommige voorspellingen met onvoldoende zekerdheid gemaakt kunnen worden, moet onderzoek worden gedaan om de achtergronden hien/an vast te stellen, en te komen tot aangepaste, verbeterde, dan wel nieuwe technieken om de nauwkeurigheid van de voorspel-lingen te handhaven of zo mogelijk te verbeteren.

Budgetten (in kHfl) Taak 1994 1995 1996 1.1 55 1.2 30 p.m. 1.3 85 p.m. p.m. 1.4 70 p.m. p.m. 1.5 145 p.m. 2. 110 p.m. p.m. 3. 50 50 50 4. 110 260 Totaal 655 310 50

(16)

B I J L A G E II: Transportperformance in vlak water (vervolg)

Bij taak 1.2 wordt onderzoek aan de Universiteit Twente ondersteund, dat mede door STW gefinancierd wordt. Het bij taak 1.4 genoemde bedrag zal worden aangewend als bijdrage in een verder door de industrie gefinancierd onderzoek.

Resultaten

Een verbeterde methode voor het extrapoleren van resultaten van modelproeven met schroeven naar ware grootte, en een standaardvoorschrift voor het toepassen van turbulentiestimulatiemiddelen op schroefmodellen. Hierdoor, én door de verbetering van de statistische komponent van de extrapolatiemethode wordt een verbetering van de nauwkeurigheid van de voorspellingen van vermogen, snelheid en (vooral) schroeftoerental bereikt.

Vergroting van het inzicht in instationaire cavilatieverschijnselen in relatie tot door schroeven uitgestraald geluid (een onderzoek dat uitgevoerd wordt door de Universiteit Twente), met behulp waarvan MARIN in een later stadium voor praktische advisering bruikbare gereedschappen kan ontwikkelen.

Een uitgebreider versie van het schroefanalyseprogramma ANPRO, waarmee voortaan ook voorspellingen van tipwervel- en bladwortel cavitatie gedaan kunnen worden, en waan/an de resultaten snel geïnterpreteerd kunnen worden doordat ze ook visueel ter beschikking zijn.

Vaststelling van de interaktiebijdrage in de door de schroef opgewekte trillingsexcitatie.

Gevalideerde standaardprocedures voor het extrapoleren van resultaten van proeven met waterjets naar ware grootte.

Theoretisch inzicht in de problematiek rond schaaleffekten op het manoeuvreergedrag van scheepsmodellen, op grond waarvan vervolgonderzoek om deze problemen op te lossen gedefinieerd kan worden.

Een gebruikersvriendelijke softwarestruktuur, waarmee op efficiënte wijze resultaten van (semi-) empirische prediktieprogramma's kunnen worden afgestemd op relevante statistische gegevens. Het systeem zal op een draagbare PC gebmikt kunnen worden, zodat MARIN deskundigen zonodig op lokatie door berekeningen ondersteunde adviezen kunnen uitbrengen.

(17)

B I J L A G E III: Transportperformance In zeegang

Inleiding

In het kader van dit ondenwerp zal een onderzoek gedaan worden naar de verbetering van de bepaling van de zgn. diensttoeslag op het vernriogen van schepen. Het is tot nu toe gangbaar om een diensttoeslag op het op basis van de proeven op vlak water voorspelde vermogen te geven. Deze toeslag is erg grof, en wordt bepaald aan de hand van ervaring van MARIN en/of de opdrachtgevers. Er ligt vrijwel geen technisch-inhoudelijke redenering aan ten grondslag. Met dit onderzoek wordt beoogt de bepaling van de diensttoeslag een betere technische basis te geven.

Daarnaast zal een in 1993 gestart vierjarig onderzoek van de TU Delft ondersteund worden op het gebied van niet-lineaire tijdsdomein simulatie van krachten op en bewegingen van varende objekten in golven.

Ook zal het in 1993 beëindigde samenwerkingsprojekt met enkele marines op het gebied van het gedrag van schroeven onder dienstomstandigheden worden voortgezet in een nieuw vierjarig programma.

Het projekt is in de volgende deeltaken opgesplitst:

1. Onderzoek diensttoeslag.

I a Gedetailleerde probleemanalyse

1b Reisscenario's (routes, haventijden, doktijden etc.) 1c Klimaatbeschrijving (wind, golven, etc.)

l d Vlak water aspekten (o.a. bepaling uitgangsvermogen en toerental)

I e Zeegangsaspekten (o.a. bepaling toegevoegde weerstand t.g.v. varen in golven)

If Manoeuvreeraspekten (o.a. bepaling toegevoegde weerstand t.g.v. koershouden in golven en wind)

1g Voortstuwer aspekten (o.a. gedrag van de schroef in dienstomstandigheden en inbrengen motorkarakteristiek)

1 h Tijdsafhankelijke aspekten (o.a. bepaling van toegevoegd vermogen t.g.v. aangroei van romp en schroef)

l i Financiële aspekten (brandstofprijzen, operationele kosten, afschrijving etc.)

I j Software ontwikkeling: het onderbrengen van de resultaten van l a t/m l i in een computerprogramma

1 k Korrelatie van de met deze software voorspelde resultaten met de werkelijkheid (analyse van logboeken etc.)

2. Berekening scheepsbewegingen in het tijdsdomein.

3. Gedrag schroeven onder dienstomstandigheden.

Doelstellingen

1. Het ontwikkelen en implementeren van een methode waarmee voor een specifiek schip en een specifieke dienst een rationele keuze gemaakt kan worden ten aanzien van de diensttoeslag.

2. Het ontwikkelen van het computerprogramma SHIPMO+ voor het voorspellen van niet-lineaire responsies voor diverse scheepstypen.

(18)

B I J L A G E III: Transportperformance In zeegang (vervolg)

3. Het ontwikkelen van een schroefontwerpprogramma waarin rekening wordt gehouden met variaties van de instroming t.g.v. koersveranderingen en het varen in zeegang.

Relevantie

Indien bij een scheepsontwerp is uitgegaan van een niet optimale diensttoeslag kan dit voor de reder een aanzienlijke verliespost betekenen. Is de toeslag te klein, dan komt het schip te vaak (te) laat aan. Is deze echter te groot, dan heeft het schip een te groot geïnstalleerd vermogen (te hoge bouwkosten) én zal het onnodig veel brandstof gebruiken (te hoge operationele kosten, alsmede negatieve milieu effekten). De bepaling van de diensttoeslag op basis van vuistregels, leidend tot toeslagen tussen de 15 en 30 % is een te zwakke basis. Met de verbetering van de nauwkeurigheid ervan zijn ekonomische en milieubelangen gemoeid.

Er is een toenemende vraag naar het kunnen voorspellen van grote bewegingen en golfklappen van steile brekende golven in een relatief vroeg stadium van het ontwerp. Thans kunnen deze voorspellingen alleen m.b.v. modelproeven worden gedaan. Als de mogelijkheid ter beschikking komt deze grootheden te berekenen kan een aantal risiko's al in een vroeg stadium onderkend worden, en kan het ontwerpproces versneld worden.

De effekten van koersveranderingen (o.a. korrekties t.b.v het koershouden) en scheepsbewegingen op het gedrag van de schroef zijn aanzienlijk. Als het schroefontwerp aangepast kan worden aan deze omstandigheden kan rendementswinst verkregen worden, en kan de kans op te hoge trillings- en geluidsexcitatie verkleind worden.

Budgetten (in kHfl) Taak 1994 1995 1996 l a . 80 1b. 80 1c. 40 l d . 40 I e . 40 If. 20 i g . 40 1h. 20 1i. 40 •Ij. 120 I k . 80 2. 50 50 50 3. 100 100 100 Totaal 350 550 150

(19)

B I J L A G E III: Transportperformance In zeegang (vervolg)

Het in taak 3 genoemde projekt wordt mede gefinancierd door drie marines. De kosten van het totale projekt bedragen kHfl 1200, waan/an MARIN kHfl 300 bijdraagt.

Resultaten

1. Een computerprogramma waarmee voor een schip op realistische wijze een groot aantal reizen gesimuleerd kan worden, op basis waan/an een statistische verdeling van reistijd, brandstofverbnjik en vermogensbedrijf wordt verkregen.

2. Een computerprogramma waarmee niet4ineaire responsies van diverse scheepstypen berekend kunnen worden.

3. Een computerprogramma waarmee schroeven voor dienstomstandigheden ontworpen kunnen worden.

(20)

Msmm

B I J L A G E IV: Bestek en oplevering

Inleiding

Met dit projekt wordt een aanzet gegeven om te komen tot ondersteunende advisering van MARIN aan reders en werven t.a.v. het opstellen, dan wel verifiëren van met de hydromechanica samenhangende bestekseisen voor het bouwen van een schip. Deeltaken zijn binnen het projekt als volgt gedefinieerd:

1. Inventarisatie van hydromechanische problemen rond het opstellen van een bestek. 2. Opstellen (per scheepstype) van een relevant hydromechanisch eisenpakket. 3. Opstellen (per scheepstype) van een relevant pakket hydromechanische kriteria.

4. Opstellen van een zo eenvoudig mogelijk, maar volledig verifikatieprogramma (modelproeven en berekeningen voorafgaand aan de bouw, ware grootte metingen na de bouw).

5. Kennisoverdracht en introduktie bij de industrie.

Doelstelling

Het opstellen van een coherent stelsel van hydromechanische ontwerpeisen die in het bestek van een schip kunnen worden opgenomen.

Relevantie

Tot ca. 10 jaar geleden beschikten veel rederijen nog over volwaardige eigen technische ontwerpbureau's die zelf de expertise hadden om een goed bestek op te stellen. Thans beschikken slechts zeer weinig rederijen over een dergelijke dienst. In de dagelijkse praktijk wordt het MARIN steeds vaker gekonfronteerd met bestekken die t.a.v. hydromechanische aspekten onvolledig, dan wel onjuist zijn opgesteld, óf waarvan de daarop betrekking hebbende eisen op geen enkele wijze verifieerbaar zijn (noch voorafgaande aan de bouw, noch bij oplevering van het schip). MARIN zou haar dienstenpakket kunnen verbreden met een dienstverlening die op dit gebied reders en werven kan ondersteunen.

Budgetten (in kHfl) Taak 1994 1. 10 2. 15 3. 20 4. 10 5. 20 Totaal 75

(21)

B I J L A G E IV: Bestek en oplevering (vervolg)

Resultaten

Een rapport dat zodanig vormgegeven is dat een reder in principe zelf een pakket hydromechanische bestekseisen kan opstellen. In de toelichting bij dit rapport wordt vermeld wat de achtergronden van de opgestelde eisen zijn, en hoe men het gedrag van het schip vooraf, dan wel achteraf kan vaststellen.

(22)

B I J L A G E V: C F D offshore

liilgiclinq

Bij adviezen m.b.t. het gedrag van afmeerkonstnjkties en schepen in zeegang wordt gebruik gemaakt van eerder binnen de ARD en/of samen met de industrie ontwikkelde computerprogramma's. De problemen die wat betreft het gedrag van deze konstnjkties in zeegang een rol spelen liggen op de volgende terreinen:

Laag-frequente excitatie/responsies van afgemeerde konstrukties Grote bewegingen van varende en drijvende konstrukties

T.a.v. een aantal aspekten dienen bestaande computerprogramma's verbeterd of uitgebreid te worden i.v.m. een veranderende vraag vanuit de markt, dan wel de vraag naar een hogere nauwkeurigheid van de berekeningsresultaten. Het projekt is opgesplitst in de volgende delen:

1. Laagfrequente excitatie (programma DRIFCUR) 2. Grote bewegingen 2.1 programma DRIFCUR+ 2.2 programma DIFFRAC+ 3. Station keeping 3.1 programma DYNFLOAT 3.2 programma DPSII^ 3.3 programma DPSEfv1l-2 3.4 Anchor Line Ivlonitoring (ALM) 3.5 programma OPERSIM

Doelstellingen

1. Afronden van de verbetering van het programma DRIFCUR waarmee krachten op een afgemeerde drijvende konstruktie t.g.v. golven en stroom kunnen worden berekend in het frequentiedomein.

2. Uitbreiding van de programma's DRIFCUR en DIFFRAC naar niet-lineaire grote bewegingen.

3. - Validatie van het programma DYNFLOAT voor het dynamisch gedrag van tankers of bakken die middels een vaste turretkonstruktie in willekeurige omgevingskondities zijn afgemeerd. Opstellen van een onderbouwing voor regelgeving op het gebied van ankergerei voor afgemeerde konstnjkties.

Uitbreiding van het programma DPSIM (dynamisch positioneren (DP) van drijvende konstrukties) voor verschillende rompvormen, adaptieve PID kontrole coëfficiënten, afmeren in tandem, en implementatie golffrequente dynamica.

Validatie van het programma DPSEMI (simulatie van verankeren en dynamisch positioneren (DP) van semi-submersibles), en uitbreiding en verbetering m.b.t. drift-en windkrachten, resulterende in het programma DPSEMI-2.

Validatie van MARIN verankerings- en DP-software door ware grootte metingen onder realistische omstandigheden.

Bundeling van de software voor werkbaarheids- en klimaatanalyse tot één simulatiemodel voor operationele analyses (OPERSIM).

(23)

B I J L A G E V: C F D offshore (vervolg)

Relevantie

De advisering en dienstverlening op het gebied van de offshore is één van de belangrijkste bronnen van inkomsten voor het MARIN. De toepassing van grondig gevalideerde CFD-programma's bij het ontwerpen van offshorekonstnjkties is essentieel voor deze dienstverlening. Op dit gebied heeft MARIN zich uitstekend gepositioneerd t.o.v. de konkurrentie. Deze positie dient behouden te blijven, en zo mogelijk versterkt te worden door de nauwkeurigheid van het met deze programma's voorspelde gedrag van drijvende konstrukties te verhogen, en de programma's uit breiden n.a.v. (venwachte) nieuwe vragen uit de markt.

Dudcietien

Een gedeelte van de aan de verschillende taken toegekende budgetten wordt gebmikt om Joint Industry Projekten te ondersteunen. Deze bedragen zijn vermeld in de vierde kolom van het budgetoverzicht. De bijdragen van de industrie zijn vermeld in de vijfde kolom.

Taak 1994 1995 1. 180 2.1 100 2.2 20 75 3.1 50 50 3.2 170 260 3.3 130 80 3.4 50 100 3.5 50 150 Totaal 650 815 1996 MARIN Ind. bijdr. bijdr. iruJIP JIP 50 200 200 50 200 165 100 700 180 150 300 50 150 700 50 100 300 75 720 600 2400 Resultaten

1. Het programma DRIFCUR voor het voorspellen van het gedrag van afgemeerde tankers in extreme golfkondities (frequentiedomein).

2. De programma's DRIFCUR+ en DIFFRAC+ voor de berekening van grote bewegingen van respektievelijk offshorekonstrukties en schepen.

3. - Validatie (m.b.v. modelproeven) van hef programma DYNFLOAT voor het voorspellen van het gedrag van tankers of bakken, afgemeerd aan een vaste turretkonstruktie, en onder-bouwing van regelgeving t.a.v. veilige verankering.

Validatie (m.b.v. modelproeven) en uitbreiding van het programma DPSIM voor simulatie van dynamisch positioneren van schepen.

(24)

B I J L A G E V: C F D offshore (vervolg)

Idem voor het programma DPSEMI voor simulatie van dynamisch positioneren van semi-submersibles.

Validatie (m.b.v. ware grootte metingen) van diverse programma's voor verankerings- en DP-studies.

(25)

B I J L A G E VI: Nieuwe scheepstypen

Inleiding

Het onderzoek op het gebied van nieuwe scheepstypen concentreert zich in 1994 in hoofdzaak op Surface Effect Ships (SES), schepen waarbij het drijfvermogen gedeeltelijk door waterverplaatsing, en gedeeltelijk door een luchtkussen verkregen wordt. Voor een groot deel van dit onderzoek is zowel door de Europese industrie, de EG als CMO financiële ondersteuning verstrekt. De financiële MARIN bijdrage aan het EG projekt wordt vanuit de ARD geleverd. Daarnaast wordt onderzoek aan een SES gedaan in samenwerking met de Koninklijke Marine, de TU Delft en de Koninklijke Maatschappij "De Schelde".

Het onderzoek aan draagvleugelboten zal worden voortgezet.

Eind 1994 zal een evaluatie van het werk aan nieuwe scheepstypen plaatsvinden. Met name zal bezien worden of het wenselijk is het werk aan het SES in dezelfde mate voort te zetten, dan wel om de aandacht naar andere typen te verleggen.

Binnen dit projekt zijn de volgende taken gedefinieerd:

1. SES-EG

1 a. Oscillatiemetingen met een model van een SES bij geschaalde luchtdruk in de vacuümtank. 1b. Goltkrachtmetingen aan een model van een SES.

1c. Vrijvarende proeven met een SES-model in zeegang.

l d . Golfkracht en slamming metingen aan een gesegmenteerd model van een SES.

2. SES-KM/TUD/KMS

3. Draagvleugelboten.

T.a.v. taak 1 kan nog vermeld worden dat de andere Europese partners in dit projekt onder meer proeven uitvoeren met SES modellen op het gebied van weerstand en voortstuwing, manoeuvreren en zeegang. Verschillende partners zullen bijdragen aan het maken van software die gebaseerd wordt op de resultaten van het onderzoek.

Doelstellingen

1/2. Het verkrijgen van kennis en computerprogramma's om alle aspekten van het hydrodynamisch gedrag van een (grote) SES te kunnen voorspellen.

3. Vervanging van empirische modules in het computerprogramma HYDSIM door meer theoretische modules, teneinde de nauwkeurigheid van de voorspellingen te verhogen (HYDSIM is een tijdsdomeinsimulatie programma voor draagvleugelboten).

(26)

B I J L A G E VI: Nieuwe scheepstypen (vervolg)

Relevantie

De markt voor geavanceerde snelle schepen is sterk in opkomst. Het is voor het MARIN van het grootste belang hierbij een belangrijke rol te spelen, teneinde in Nederland te kunnen beschikken over de hiermee samenhangende geavanceerde technologie. De invloed van hydrodynamische aspekten op de leefbaarheid, de konstruktie en de exploitatie is groot, waardoor de rol van een instituut als MARIN bij de ontwikkeling van dergelijke schepen cnjciaal is. Thans heeft het MARIN t.a.v. sommige nieuwe scheepstypen nog een achterstand in kennis en software. Via door de EG en anderen ondersteunde projekten kan MARIN op het gebied van de SES in korte tijd een aanzienlijke uitbreiding van kennis en software verkrijgen.

Budgetten (in kHfl) voor 1994

Taak ARD EG CMO Overige

bijdrage bijdrage bijdrage bijdragen

1a. 355 500 _ 1b. 100 250 150 1c. - 250 250 l d . 185 305 p.m. 2. 35 125 3. _50 Totaal 675 1305 400 125 Resultaat

1/2. Het direkte resultaat van dit onderzoek bestaat uit experimentele gegevens m.b.t. toegevoegde massa en demping, golfexcitatie en vrijvarende proeven in golven met een model van een 5000 ton SES. Een indirekt resultaat bestaat uit informatie die door de andere partners gegenereerd wordt: de experimentele gegevens m.b.t. weerstand en voortstuwing en manoeuvreren, en software waarmee het gedrag van een SES voorspeld kan worden. De software zal gevalideerd zijn m.b.v. de experimentele gegevens die in dit projekt beschikbaar zullen komen.

(27)

B I J L A G E VII: Veiligheid en milieu

Inleiding

Op he! gebied van veiligheid en milieu zijn reeds eerder twee onderzoeksprojekten gestart. Dit betreft het Cooperative Research Navies (CRN) projekt (mede ondersteund door een aantal marines) op het gebied van stabiliteit van schepen in extreme kondities, en het TOPSS projekt (mede ondersteund door de industrie en de EG) op het gebied van het gedrag van op drift geraakte drijvende konstrukties. De bijdragen die vanuit de ARD aan deze projekten worden verstrekt leggen bijna een volledig beslag op het budget dat op grond van strategische ovenA/egingen aan het ondenwerp "Veiligheid en milieu" is toegekend. Naast deze twee projekten zal een klein projekt worden opgestart op het gebied van bewegingskriteria van schepen in zeegang, en zullen studies verricht worden naar mogelijkheden nieuwe projekten op het gebied van veiligheid en milieu op te zetten.

Het projekt is in de volgende vier taken verdeeld:

1. Stabiliteit van schepen in extreme kondities.

2. Voorspelling van het gedrag van op drift geraakte drijvende konstrukties: TOPSS (Traffic and Offshore Platform Safety System)

3. Bewegingskriteria (o.a. literatuuronderzoek en analyse van langjarige metingen aan boord van een viskotter)

4. Verkennende studies naar mogelijkheden onderzoek op te starten naar het beperken van rookgasemissies, belastingen op gestrande schepen (voorkomen van milieuschade) en schade door overkomend "groen" water.

Doelstellingen

1. Het ontwikkelen van stabiliteitskriteria en operationele richtlijnen voor schepen in extreme zeekondities.

2. Het ontwikkelen van simulatiesoftware waarmee het gedrag van op drift geraakte schepen of andere konstrukties in de nabijheid van offshoreplatforms voorspeld kan worden.

3. Het analyseren van bestaande kriteria, dan wel het ontwikkelen van nieuwe kriteria voor bewegingen van schepen m.b.t. de leefbaarheid en veiligheid van de bemanning, en de veiligheid van de konstruktie.

4. Het formuleren van onderzoeksplannen op de genoemde gebieden.

Relevantie

Ook in de maritieme wereld wordt de bewustwording en aandacht voor veiligheids- en milieu aspekten steeds groter. Mede door de toegenomen mogelijkheden computerprogramma's in te zetten voor de voorspelling van het gedrag van maritieme konstnjkties zijn operationele en werkbaarheidsanalyses binnen bereik gekomen. Hier wordt dan ook in de dagelijkse praktijk bij MARIN regelmatig gebruik van gemaakt. Een probleem is hierbij te bepalen wanneer bepaald gedrag van een schip ontoelaatbaar is, m.a.w. welke kriteria er zouden moeten gelden. Dit kan soms van levensbelang zijn voor de opvarenden. Voor "normale" zeekondities kan reeds goed advies gegeven worden, doch voor extreme kondities moet nog veel onderzoek gedaan worden. Juist voor deze laatste kondities is het echter het meest van belang voor de aan boord verantwoordelijken te weten hoe het schip zich gedraagt, en welke maatregelen men het beste kan nemen om een ongeval te voorkomen.

(28)

B I J L A G E VII: Veiligheid en milieu (vervolg)

De Noordzee, maar ook andere gebieden in de wereld, kent een groot aantal offshorekonstrnkties. Reeds meerdere malen hebben stuurloos geraakte schepen of andere konstrukties gevaar opgeleverd voor deze platforms. Daarom is het uiterst belangrijk om na een bericht van een op drift geraakt schip m.b.v. simulatie-software snel te kunnen voorspellen welke baan een dergelijk schip gaat volgen. Op grond daarvan kunnen hulpverleningsdiensten snel naar de juiste positie gedirigeerd worden, en kunnen offshoreplatforms eventueel tijdig ontruimd worden.

Budgetten (in kHfl) Taak 1994 1995 1996 1997 1. 130 100 100 100 2. 250 3. 30 20 20 20 4. 50 Totaal 460 120 120 120

Taak 1 wordt tevens financieel ondersteund door vijf marines. Het totale budget voor dit projekt is kHfl 2400, waaraan MARIN kHfl 400 bijdraagt. Taak 2 wordt mede door de EG en de Europese industrie ondersteund. Het totale budget van dit projekt is kHfl 2100, waaraan MARIN kHfl 590 bijdraagt (in 1993 kHfl 340 in 1994 kHfl 250).

Resultaten

1. Stabiliteitskriteria voor zowel marine- als koopvaardijschepen in intakte en beschadigde (lekke) toestand, alsmede het ter beschikking komen van een uitbreiding en verbetering van het computerprogramma FREDYN waarmee deze toestanden doorgerekend kunnen worden.

2. Een computerprogramma waarmee de baan van op drift geraakte schepen of andere drijvende konstrukties voorspeld kan worden.

3. Kriteria die gebruikt kunnen worden om blootstelling van schip en opvarenden aan extreme verschijnselen te vermijden.

(29)

B I J L A G E VIM: Transportketens

Het ondenwerp "Transportketens" staat momenteel in het centrum van de belangstelling. In het licht van de logistieke problematiek rond het ven/oer van goederen vanaf zee naar een bestemming (ver) landinwaarts is MARIN van mening dat er aan de kust- en binnenvaart meer aandacht geschonken moet worden.

Omdat dit een interdisciplinaire aanpak vereist heeft het MARIN dit jaar het initiatief genomen tot een serie gesprekken met verschillende instituten die bij de transportketens, in het bijzonder de kust- en binnenvaart, betrokken zijn (o.a. MERG, NEI, TNO/INRO, WL, MSCN, NEA, TUD, EVO, GHB Rotterdam). Het doel van deze gesprekken is te onderzoeken of een geïntegreerde aanpak mogelijk is. Er wordt naar gestreefd om gezamenlijk een haalbaar perspektief te schetsen voor zowel de kust- als de binnenvaart, zodat optimaal gebruik kan worden gemaakt van de mogelijkheden die deze transportmodaliteiten bieden.

In 1994 zouden, nadat dit overleg afgerond is, één of meerdere pilotstudies verricht moeten worden, waarbij voor wat betreft MARIN de hydromechanische aspekten centraal staan. Uitgewerkte voorstellen kunnen in het huidige stadium van het projekt nog niet geformuleerd worden.

(30)

mmm

B I J L A G E IX: Systemen aan boord

Inleiding

Het uitvoeren van metingen aan tjoord van schepen is een groeiende dienstverlening van het MARIN. Dit betreft zowel de metingen tijdens proeftochten als lange termijn metingen ("monitoring"). In de afgelopen drie jaar is gewerkt aan het ontwikkelen van een geïntegreerd meet- en analysesysteem voor gebruik aan boord: COMPASS. T.b.v. dit systeem worden ontwikkelingen gedaan aan nieuwe sensoren en nieuwe toepassingsmogelijkheden, zodat deze veelbelovende dienstverlening verder uitgebreid kan worden. Voor de langjarige metingen aan boord van een viskotter (zie ook BIJLAGE VII) wordt aandacht besteed aan gegevensverwerking en -opslag. Voor metingen aan boord van schepen is kennis van het wind- en golfklimaat ter plaatse van groot belang. Voor sommige metingen zijn zo goed mogelijke weersomstandigheden van belang, voor andere metingen wordt slecht weer vereist, omdat men het gedrag van bijv. een schip juist in die omstandigheden wil meten.

Het projekt is geplitst in de volgende drie taken:

1. Uitbreiding en verbetering van het ware grootte meetsysteem. 2. Langjarige metingen aan boord van een viskotter.

3. Klimaatonderzoek.

Doelstellingen

1. Het ter beschikking krijgen van een meetsysteem voor de acquisitie van data ten behoeve van kontraktmetingen, validatie of researchondersteuning, en het integreren van dit systeem met analyse software voor ondersteuning van operationeel gebruik van een schip of andere maritieme konstruktie.

2. Het verkrijgen van lange termijn statistiek voor de toetsing en definitie van werken leefbaarheidskriteria.

3. Het venwen/en van kennis over klimatologische omstandigheden op zee, en het beschikbaar stellen van klimaatregistraties die door het MARIN, samen met het KNMI en het WL zijn gedaan.

Relevantie

De markt voor metingen aan boord is snel groeiende, toepassingsgebieden voor deze metingen zijn: Kontraktmetingen (o.a. verifikatie van snelheid, vermogen, trillingen en geluid, manoeuvreren, bewe-gingen, spanningen in konstrukties).

Het verkrijgen van gegevens ter ondersteuning van research en ter validatie van software. Ondersteuning van komplexe operaties op zee, en adviezen t.b.v. operationeel gebruik.

Daarnaast stelt het groeiende inzicht in de hydromechanica steeds hogere eisen aan inzicht in de golf-, wind-en stromingsfysica, wind-en aan registratie hiervan bij ware grootte metingwind-en. Door deze registraties is het mogelijk de kondities tijdens modelproeven ook op een realistischer wijze in te stellen. Tenslotte is voortdurende terugkoppeling vanuit de werkelijkheid naar de resultaten van voorspellingen met computerprogramma's of modelproeven voor het MARIN van groot belang.

(31)

B I J L A G E IX: Systemen aan boord (vervolg)

Budgetten Ï M k 1994 1995 1996 1. 170 145 145 2. 50 60 50 3. J30 J30 J25 Totaal 350 335 320 Resultaten

1. Het ter beschikking komen van een meer uitgebreide en verbeterde versie van het COMPASS meetsysteem.

2. Een lange termijn statistiek t.b.v. toetsing en definitie van leef- en werkbaarheidskriteria.

(32)

B I J L A G E X: Instrumentatie ontwikkeling

Inleiding

Zowel in het vorige ARD plan, als in het Strategisch Plan 1993 is reeds de noodzakelijkheid van het plegen van een inhaalslag op het gebied van de instrumentatie en meetsystemen benadrukt. Om hieraan uitvoering te geven is gedurende een aantal jaren een aanzienlijke ontwikkelings- en investeringsinspanning nodig. Om de investeringen te kunnen bekostigen is in het kader van het Strategisch Plan 1993 bij de overheid een verzoek om subsidie ingediend. Besluitvorming wordt in de loop van 1994 ven^/acht.

De noodzakelijke ontwikkelingen zijn ondergebracht in het ARD-plan. Hiervoor is een wat hoger bedrag gereserveerd dan in voorgaande jaren. Er is een gedetailleerd plan voor de komende vijf jaar opgesteld. Op voonwaarde dat voldoende investeringsruimte beschikbaar komt, is de venwachting dat de situatie daarna zodanig verbeterd zal zijn, dat het niveau van de ARD bestedingen aan dit ondenwerp weer enigszins kunnen dalen.

Het projekt kent de volgende deeltaken:

1. Basismeetsytemen. 2. Modelfabrikage. 3. Specifieke meetsystemen. 4. Regel- en stuursystemen. 5. Visualisatie. 6. Meetvenwerking en rapportage. 7. Faciliteiten. 8. Instrumentatie en opnemers. 9. Kwaliteitsborging. Doelstellingen

T.a.v. elk van de genoemde deeltaken zijn konkrete doelstellingen geformuleerd. Desgewenst kan het gedetailleerde werkplan ter beschikking worden gesteld. Op deze plaats wordt volstaan met de algemene doelstelling, zijnde het dusdanig verbeteren van de instnjmentatie dat projekten efficiënter uitgevoerd kunnen worden, en dat een toegenomen funktionaliteit van de faciliteiten bereikt wordt.

Relevantie

Voor MARIN zijn de ontwikkelingen op de in de deeltaken genoemde gebieden van belang om kontinuering van de dienstverlening tegen acceptabele prijzen te kunnen garanderen. Thans zijn vele meetsystemen ekonomisch en technisch sterk verouderd, en geven veel storingen. Daarnaast zijn deze ontwikkelingen noodzakelijk om aan de MARIN doelstelling een "Centre of excellence" te blijven op het gebied van hydromechanisch onderzoek te voldoen.

(33)

B I J L A G E X: Instrumentatie ontwikkeling (vervolg)

Budgetten Taak 1994 1995 1990 1997 1998 1. 585 420 370 210 2. 100 255 135 35 40 3. 165 120 110 400 600 4, 40 110 280 75 5. 110 100 50 6. 80 180 135 150 150 7. 25 35 15 0. ₂₅ ₅₀ ₇₅ 9. J75 80 80 80 Totaal 1280 1300 1200 1000 945 Resultaten

Voor specifieke resultaten op deeltaken wordt wederom naar het gedetailleerde werkplan venwezen. Het resultaat van het onderzoek op het gebied van de verbetering van de instrumentatie zal in het algemeen zijn dat voor de meeste bedrijfsprocessen hoogwaardige, storingsongevoelige, flexibele en sterk geautomati-seerde systemen zijn geïnstalleerd.

(34)

B I J L A G E XI: Diversen

In deze rubriek is een aantal meer algemene posten binnen het ARD budget ondergebracht:

Taak Budget 1994 (in kHfl)

Algemeen literatuuronderzoek 75 Coördinatie met universiteiten 120 Interne researchcoördinatie 50 Bijdrage Cooperative Research Ships 110

Bijdrage aan het onderzoek bij MSCN 125 Kennisoverdracht aan de industrie 100