Sloshing: experimentelle und theoretische Studien zum Einfluss ausgewählter Parameter auf die Wellenbewegungen in teilgefüllten Tanks

Mit dem Wachstum des globalen Marktes für Erdgas und den Veränderungen der Transportstrukturen in Form einer stetigen Zunahme des flüssig verschifften Anteils per LNG-Tanker stiegen die technischen Herausforderungen, eine sichere und ökonomische Bauweise der LNG-Tanker zu realisieren. Der Sloshing Model Test Benchmark (SMTB) als eine Folge dieser Entwicklungen wurde 2011 aufgrund von Unsicherheiten bezüglich der Verlässlichkeit der experimentellen Versuchsergebnisse zur Bestimmung der Belastungen der LNG-Tanks initiiert. Ausgehend von dem SMTB wurde das Phänomen der Einzelwelleneinschläge in einem quaderförmigen Tank mit hohen Füllständen infolge einer translatorischen, transienten amplitudenmodulierten sowie frequenzmodulierten Anregung experimentell und theoretisch untersucht. Insgesamt wurden über 1000 Einzelwelleneinschläge im Rahmen der experimentellen Studien zur Bestimmung der Einflüsse von kleinen Abweichungen ausgehend von den ursprünglichen Versuchsbedingungen insbesondere auf die Einschlagsdrücke als auch auf die Wellenformen durchgeführt. Generell reagierten die Einschlagsdrücke sehr empfindlich auf geringe Formänderungen der freien Wasseroberfläche. Neben den experimentellen Studien wurden theoretische Untersuchungen auf Basis einer zweidimensionalen linearen Modaltheorie durchgeführt, um die experimentellen Studien zu ergänzen und um andererseits die Mechanismen der Einflüsse der grundlegenden Parameter darzustellen. Mit den Ergebnissen ist eine Grundlage zur Optimierung der verwendeten Versuchsbedingungen geschaffen worden, welche einen Beitrag zur Verbesserung der Vergleichbarkeit sowie der Qualität der Ergebnisse von Sloshing-Modellversuchen leisten kann.