Ziel des Vorhabens
Rückstreustärke und Abstrahlverhalten von konvexen Unterwasserobjekten im mittleren und hoch­frequenten Bereich sind innerhalb vorangegangener Projekte in der letzten Dekade zufriedenstellend einer Lösung zugeführt worden und bedürfen daher für die praktische Umsetzung von Ergebnissen mittelfristig keiner unmittelbaren Verbesserung.

Hingegen weiterhin defizitär sind die Lösungsansätze im niedrigen Frequenzbereich sowie konkave Strukturen zu bewerten, so dass bisherige Ansätze der Verbesserung bedürfen.

Das Abstrahlverhalten im tief- und tiefstfrequenten Bereich ist beeinflusst von dominierenden nassen Strukturmoden. Diese gilt es in zu entwickelnden Methoden zu erfassen, um deren Einfluss auf das Abstrahlverhalten beurteilen zu können.
Hierzu sind Konzepte zur tieffrequenten Kopplungsrechnung zu erarbeiten und weiter zu entwickeln. Insbesondere soll hier ein Schwerpunkt auf die Abstrahlung dünner gekoppelter Strukturen sowie deren Zielmaßbeitrag gelegt werden.

Auch die Multi-Level Fast Multipole Methode (MLFMM) soll für diese Anwendung verstärkt eingesetzt werden. Hierzu gehört die Ermittlung und Entwicklung resp. Identifizierung geeigneter Gleichungslöser, da mit Hilfe der MLFMM die Rechenzeiten stark reduziert und damit realitätsnahe Strukturen der Berechnung zugänglich gemacht werden können.

Dieses Forschungsvorhaben ist eine Fortführung des Projekts „Detektion von Objekten”.

Veröffentlichungen
Die Veröffentlichungen zu diesem Projekt finden Sie hier.

Vorgesehene Projektschwerpunkte

  • Optimierung iterativer Löser
    Die Optimierung des Einsatzes iterativer Löser durch Untersuchung geeigneter Vorkonditionierungsverfahren ist Grundlage und Voraussetzung für eine notwendige Reduzierung der Iterationsanzahl.
  • Implementierung des Burton-Miller-Verfahrens
    Der Einsatz des Burton-Miller-Verfahrens zur Reduzierung des Problems der Resonanzfrequenzen ist insbesondere bei Frequenzsweeps von Vorteil.
  • Fluid-Struktur-Kopplung  für dünne Strukturen / Indirekte Randelementverfahren
    Um das Abstrahlverhalten dünner fluid-gefüllter Strukturen (z. B. Minen, Tauchkörper, Schiffsrümpfe, -außenhaut) numerisch simulieren zu können, ist eine Erweiterung des vorhandenen BEM-basierten Kopplungsverfahrens um eine Implementierung von ggf. FEM-basierenden Schalen- oder Platten-Elementen sinnvoll, ggf. auch in Verbindung mit der indirekten Randelementmethode.
  • Kombinierte Verfahren
    Es soll ein Kombinationsverfahren, bestehend aus Hochfrequenznäherungen und der konventionellen BEM, unter Berücksichtigung einer Aufteilung in konvexe und konkave Oberflächenanteile, die sich aus einer automatisierten Auswertung der Geometrie der Struktur ermitteln lassen, getestet werden.
  • Adaption des Calculator-Moduls für LINUX
    Um die an der Hochschule verfügbaren LINUX-basierenden High-Performance-Cluster für numerische Simulationen nutzen zu können, ist eine Adaption des aktuellen Calculator-Codes vorgesehen.

Förderung
Dieses Projekt wurde durch den Forschungsbereich der Bundeswehr für Wasserschall und Geophysik (FWG) der Wehrtechnischen Dienststelle WTD71, Maritime Forschung und Technologie, gefördert.

fwg-080
wtd71-080