Zur Simulation und Vorhersage extremer Schiffsbewegungen im natürlichen Seegang

Das Auftreten extremer Schiffsbewegungen im Seegang – wie Rollschwingungen mit großen Amplituden oder gar Kentern – stellt neben Kollisionen und Feuer an Bord eine wesentliche Gefährdung der Schiffssicherheit dar. Zahlreiche Schadensfälle an Bord von Containerschiffen aber auch bei Ro/Ro-Fähren in den vergangenen zehn Jahren zeigen, dass gerade moderne Schiffsformen zum Transport leichter Ladung besonders anfällig für parametrisch angeregte Rollschwingungen sind. Daher ist es Aufgabe der Schiffstheorie, das Auftreten solcher Bewegungen für ein Schiff in einem vorgegebenen Seegang hinreichend genau vorherzusagen, um einerseits bereits im Schiffsentwurf sicherheitserhöhende Maßnahmen vorzusehen und andererseits gefährliche Situationen auf See frühzeitig zu identifizieren. Diese Aufgabe ist, obwohl bereits eine Vielzahl anerkannter Ersatzmodelle und Berechnungsverfahren existieren, nichttrivial, da die der Beschreibung der Schiffsbewegungen im Seegang zugrunde liegenden dynamischen Systeme nichtlinear und stochastisch sind. Die gegenwärtig eingesetzten Methoden der Schiffsdynamik gewährleisten für sich keine einheitliche Bewertung der Schiffsstabilität und -sicherheit im natürlichen Seegang. Die verwendeten stochastischen Modelle sind auf wenige Freiheitsgrade beschränkt; Fluid- Struktur-Wechselwirkungen können so nur stark vereinfacht berücksichtigt werden. Andererseits kann mit Methoden der Schiffshydromechanik eine quantitative Bewertung der Schiffssicherheit im natürlichen Seegang nur auf Basis einer statistischen Auswertung von Simulationsergebnissen durchgeführt werden. Mit der vorgestellten Arbeit wird das Ziel verfolgt, diese bisher separat behandelten Ansätze zu verbinden, um eine möglichst zutreffende und effiziente Methodik zur Vorhersage extremer Schiffsbewegungen im Seegang zu entwickeln.