Simulation der Kollision von Seeschiffen mit Offshore ... · Simulation der Kollision von Seeschiffen mit Offshore Windenergieanlagen mit Ansys Workbench und LS-Dyna nach neuem Standard

ANSYS Conference & 32. CADFEM Users’ Meeting 2014 4. – 6. Juni 2014, NCC Ost, Messe Nürnberg

Simulation der Kollision von Seeschiffen mit Offshore Windenergieanlagen mit Ansys Workbench

und LS-Dyna nach neuem Standard

Andreas Künzel

SDC Statik und Dynamik Consulting, Berlin, Germany

Summary

In the course of the extended development of renewable energy sources, offshore wind energy plants are built in maritime regions traversed by waterways. Spills of vessels in coastal waters in the past sensibilised the society for the risk of resulting environmental impacts from the adjacency of shipping and wind energy. As a conclusion, the 'collision friendliness' of the wind energy generators (WTG) foundation structure of an offshore wind enery plant (OWEP) has to be proved. Collision friendliness in the sense of the applicable german code 'BSH Standard Konstruktion' means that the extent of damage on a disabled ship drifting against the foundation structure does not exceed a defined limit. Wind energy parks in the german exclusive economic zone must be certified by BSH standard. For this certification it must be proved (amongst others) that the collision of a specified typical vessel with the foundation structure of the OWEP does not have a major impact on the environment in terms of leakage of cargo, particularly spills. According to the BSH Standard, this can be done by an explicit finite element analysis. In this case, the collision is simulated by a coupling of Ansys Workbench and LS-Dyna. The results of the simulation are used to assess the consequences, i.e. the amount of loss of operating supply items and cargo. The overall risk of pollution is finally determined by combining the consequences with the frequency of collision calculated in a statistical analysis of the shipping traffic. In the currently valid guideline BSH 2007, merely rough specifications are made how this approval has to be conducted. Essential conditions of the computational model are left unspecified and led - during the certification process - to sometimes extensive discussions. However, basic quality features established itself over the past years which should now be included in an updated version of the code. These concern the basic model with demands on initial and boundary conditions as well as precise demands on modeling of contacts and meshing. For the assessment of the extent of damage to the ship, explicit LS-Dyna simulations in different collision scenarios are carried out. Dead weight is considered in an implicit preload step. Damage is assessed by evaluating stress and strain states and element failure.

Keywords

Offshore wind energy, crashworthiness, collision analysis, offshore foundation structure, Workbench - LS-Dyna integration, risk assessment


1. Motivation und Vorgehensweise

Im Zuge des Ausbaus der Windenergienutzung auf See kommt es zu einer Bebauung von Bereichen, die in der Nähe von Seeschifffahrtsrouten liegen (Fig. 1). Havarien von Seeschiffen in Küstennähe in der Vergangenheit (s. z.B. [5]) und die daraus resultierenden Umweltfolgen führten dazu, dass für die Genehmigung von Offshore Windenergieanlagen die Kollisionsfreundlichkeit von deren Gründungsbauwerken nachzuweisen ist. Unter der Kollisionsfreundlichkeit ist dabei die konstruktive Gestaltung der Sturktur in Hinsicht auf ein möglichst geringes Schadensausmaß an der Hülle eines antriebslos andriftenden Schiffes und damit verbundenen Austritt von Betriebsstoffen und Ladung zu verstehen. Das zuständige Bundesamt für Seeschifffart und Hydrograhpie (BSH) hat deswegen in seinem für Planung, Konstruktion und Bau von OWEA gültigen Regelwerk [1] festgelegt, dass das schiffskörpererhaltende Verhalten der Unterstruktur im Rahmen einer Risikonalayse nachzuweisen ist.

Fig. 1: Offshore Windparks in der Nordsee (links) und Schifffahrtsrouten (rechts) (Quelle [4] und [3])

Im derzeit gültigen BSH Standard Konstuktion von 2007 werden lediglich grobe Vorgaben gemacht, wie dieser Nachweis zu führen ist. Wesentliche Randbedingungen des zu verwendenden Berechnungsmodells blieben weitgehend unspezifiziert und führten im Genehmigungs- und Zertifizierungsprozess zu Diskussionen. Über die vergangenen Jahre haben sich jedoch Qualitätsmerkmale etabliert, die nun in einem neuen Standard festgeschrieben werden sollen. Dieser existiert derzeit als Entwurf. Die Erweiterungen betreffen sowohl das Gesamtmodell als auch konkrete Forderungen an die Kontaktmodellierung und Vernetzung. Für den geforderten Nachweis werden für die strukturmechanische Seite explizite Berechnungen mit LS-Dyna für verschiedene Kollisionsszenarien durchgeführt. Schiff und Windenergieanlage werden in Ansys Workbench getrennt für die Berechnung aufbereitet und erst im Solver zusammengeführt. Die am Schiff auftretenden Schäden werden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt (Ausmaß von Leckagen) ausgewertet und mit der Eintrittswahrscheinlichkeit der Kollision kombiniert. Resultat ist eine qualitative und quantitative Einstufung des Gesamtrisikos, das in einer Risikomatrix (Tab. 1) zulässigen Risiken gegenüber gestellt wird. In den folgenden Abschnitten werden die Kollisionspartner "Gründungsstruktur" und "Schiff" und ihre Abstraktion im Berechnungsmodell vorgestellt und es wird auf den Ablauf der Simulation und die Auswertung der Ergebnisse eingegangen. Schließlich wird auf die geplanten Erweiterungen des BSH Standards Konstruktion eingegangen.


Tab. 1: Risikomatrix nach [1]

1 2 3 4

1 Katastrophal 4 5 6 7

2 Schwerwiegend 3 4 5 6

3 Beträchtlich 2 3 4 5

4 Unbedeutend 1 3 3 4

Konsequenz/

Eintrittshäufigkeit

Äußerst

selten Selten Gelegentlich häufig

2. Beschreibung der Konstruktionen

2.1 Gründungsstrukturen von Offshore Windenergieanlagen

Im Bereich der Nordsee kommen prinzipiell drei verschiedene Gründungsstrukturen zum Einsatz, die im Verlauf der zurückliegenden Jahre alle in einem oder mehreren Windparks hinsichtlich ihres Kollisionsverhaltens untersucht wurden (Fig. 2). Während Monopile Gründungen schon vor dem Ausbau der Offshore Windenergie in Deutschlad häufig in eher geringeren Wassertiefen zum Einsatz kamen, machten die großen Wassertiefen von häufig über 30 m die Entwicklung von aufgelösten (Fachwerk-) Gründungen notwendig: Jacket- und Tripodstrukturen sind auch für noch größere Wassertiefen geeignet. Monopile Gründungen tragen die Horizontallasten aus dem Betrieb der Anlagen (Wind) und Wellen über Biegung in den Grund, Jacket und Tripod durch Fachwerkwirkung als axiale Pfahlkräfte. Aus den unterschiedlichen Strukturprinzipien mit entsprechend verteilten Steifigkeiten ergibt sich für den Ingenieur bereits die Einsicht, dass sich das Kollisionsverhalten wesentlich unterscheiden dürfte.

Jacket (Teststruktur onshore) Monopile

Tripod (Teststruktur onshore)

Fig. 2: Gründungsstruktur-Typen für Windenergieanlagen (Quelle: BMU)


Jeder Windpark verfügt über mindestens eine Plattform mit einem Umspannwerk (Fig. 3), in dem die von den Windenergieanlagen gelieferte Wechselspannung von 30 kV auf eine Hochspannung von 155 kV hochtransformiert wird. Diese wird dann an die Konverterstation übergeben, die nach nochmaliger Umformung einen Hochspannungs-Gleichstrom ans Land liefert. Bezüglich der Gründungsstrukturen handelt es sich bei den Umspannwerken um Jacketkonstruktionen die den klassischen Offshore Strukturen aus dem Öl- und Gasbereich entsprechen. Auch diese sind hinsichtlich ihrer Kollisionsfreundlichkeit zu untersuchen.

Fig. 3: Offshore Umspannwerk mit Jacket-Gründung (Quelle: Vattenfall)

Im Regelfall ergibt sich also für jeden Windpark die Untersuchung mindestens eines Gründungsstruktur-Typs für Windenergieanlagen und eines für das Umspannwerk.

2.2 Schiffstypen

Im Regelwerk für die Konstruktion von Offshore Windenergieanlagen [1] ist ein VLCC (Very Large Crude Carrier, Fig. 4) als Bemessungsschiff festgelegt. Hierbei handelt es sich um ein Tankschiff von ca. 160.000 TDW in Einhüllenbauweise. Diese Schiffe dürfen zwar aufgrund der aktuellen Rechtslage wegen des hohen Gefährdungspotentials nicht mehr gebaut werden, stellen jedoch prinzipiell noch immer einen großen Anteil am Schiffsverkehr. In den den Ausführungen in [1] zugrundeliegenden Arbeiten, unter anderem [2], wurde der genannte Schiffstyp als derjenige mit dem größten Risikopotential hinsichtlich Leckage durch Kollision erkannt und deswegen im Standard als Bemessungsschiff vorgesehen. Gleichwohl verkehren sie nicht in den Gewässern der Nord- und Ostsee. Seit einigen Jahren werden deswegen von der Genehmigungsbehörde [3] windparkspezifische Bemessungsschiffe gefordert, mit denen der Nachweis zu führen ist. Da es sich bei den in Nord- und Ostsee verkehrenden Schiffen stets um Doppelhüllenkonstruktionen handelt, muss zwischen dem Austritt von Betriebstoffen in den Bunkertanks zwischen Innen- und Außenhülle und dem Austritt von Ladung aus der Innenhülle unterschieden werden. Der für den Nachweis zu verwendende Schiffstyp wird aus Statistiken des Seeverkehrs der an den Windpark angrenzenden Wasserstraßen ermittelt. Üblicherweise handelt es sich dabei um mittelgroße Container- und Tankschiffe wie in Fig. 5 und Fig. 6 abgebildet.


Fig. 4: Bemessungsschiffstyp VLCC 200.000 tdw

Fig. 5: Bemessungsschifftyp Container 67.000 tdw

Fig. 6: Bemessungsschifftyp Tanker 74.000 tdw


3. Modellbildung

Die prinzipielle Vorgehensweise besteht aus mehreren Schritten, die in Fig. 7 schematisch dargestellt sind: Ausgehend von den Planungsunterlagen der Aufsteller der Windenergieanlagen bzw. den Zeichnungen des Bemessungsschiffs wird die jeweilige Geometrie der Berechnungsmodelle für Gründungsstruktur und Schiff erstellt. Bereits in diesem Schritt sind umfangreiche Idealisierungen vorzunehmen. So werden Gondel und Rotorblätter bzw. Umspanwerk nur als Block für die Modellierung als Starrkörper abgebildet. Die Vorbereitung der Geometrie und deren topologische Zusammenhänge erfolgen im Design Modeler, Vernetzung und Aufbringen der Randbedingungen in Ansys Mechanical. Die Erstellung des Berechnungsmodells erfolgt dabei für die Offshore Struktur und das Schiff getrennt, wobei ein impliziter Vorbelastungsschritt zur Berücksichtigung des Eigenlastzustands der Offshore Struktur zwischengeschaltet wird. Trotz möglichst weitgehender Abarbeitung der Modellierung in Ansys Workbench sind stets weitere Bearbeitungsschritte im LS-Dyna Keyfile vor dem Zusammenführen von Offshore Struktur und Schiff (Fig. 8) notwendig. Die Simulationsrechnungen erfolgen dann direkt mit dem LS-Dyna Solver.

Fig. 7: Vorgehensweise bei der Modellierung

Fig. 8: Berechnungsmodell Windenergieanlage und Schiff (Jacket-Struktur)


3.1 Modellbildung der Offshore Gründungsstrukturen

Die Gründungsstruktur und ggf. der Turm der OWEA werden mit Schalenelementen diskretisiert. Die Gondel, die Nabe und die Rotorblätter wurden durch Starrkörper mit den vorgegebenen Trägheitseigenschaften abgebildet. Obgleich [1] in der bisherigen Fassung auch eine Modellierung der tragenden Pfähle mit einer Einspannung in Höhe des Meeresbodens erlaubt, wird der realitätsnahen Abbildung der Einbindung der Pfähle in den Boden durch Ersatzfedern der Vorzug gegeben. Dabei werden aus den schichtweise ermittelten Verformungs-Widerstandsbeziehungen (p-y-Curves bzw. p-z-Curves) an den Pfählen Pfahlkopfsteifigkeiten gewonnen und diese im Modell in Höhe des Meeresbodens angebracht. Die Modellierung des Pfahls unterhalb dieser Ebene kann somit entfallen (Fig. 9). Darüber hinaus zeigt sich in Vergleichsrechnungen mit den seitens [1] erlaubten Volleinspannungen, dass diese durch lokales Beulen oder Abreißen frühzeitig versagen können und somit im Sinne eines möglichst großen Widerstands der Gründungsstruktur auf der unsicheren Seite liegen können.

Fig. 9: Ermittlung von Pfahlkopfsteifigkeiten für die Lagerung

3.2 Modellbildung des Schiffes

Ausgehend von Zeichnungen eines dem Bemessungsschiff in Typ und Größe möglichst ähnlichen realen Schiffs wird das Modell erzeugt. Als Zwischenschritt ist eine Skalierung der geometrischen Parameter vom realen zum Bemessungsschiff erforderlich, da es sich beim Bemessungsschiff lediglich um ein statistisch ermitteltes Schiff handelt (Fig. 10). Das Bemessungsschiff wird lediglich im Bereich der Kollisionszone ausmodelliert. Vorder- und Hinterschiff sowie die der Kollision abgewandte Seite der Kollisionszone können als Starrkörper abstrahiert werden (Fig. 12). Der Starrkörper erhält dabei die Masse- und Trägheitseigenschaften des realen Schiffs. Die ausmodellierte Schiffssektion muss dabei so groß gewählt werden, dass der Steifigkeitssprung von deformierbarem zu starrem Teil keine Auswirkung auf den Spannungs- und Dehnungszustand hat (Fig. 11).


Fig. 10: Ablaufschema Schiffsmodellierung

Fig. 11: Modellierte Schiffssektion (deformierbarer Teil)


Fig. 12: Modelliertes Schiff (Starrkörper und deformierbare Sektion)

3.3 Gesamtmodell

Liegen Gründungsstruktur und Windenergieanlage bzw. Umspannwerk und Bemessungsschiff als LS-Dyna Keyfile vor, so wird das Gesamtmodell erstellt. In diesem sind beide Kollisionspartner in der Ausgangskonfiguration und dem zu betrachtenden Wasserstand enthalten (Fig. 13).

Fig. 13: Anfangsbedingungen für Last und Bewegung

3.4 Kollisionsszenarien

Seitens [1] ist vorgegeben, dass die Analyse mit den Randbedingungen einer konstanten seitlichen Schiffsbewegung von 2 m/s zu erfolgen hat, wobei Rotationsbewegungen infolge der Kollision nicht zugelassen werden. Da von maximalen Schäden am Schiffskörper ausgegangen werden kann wenn auch die Kollisionsenergie maximal ist, wurde lediglich der Fall seitlichen Andriftens (reine Translation) betrachtet, also keine Drehbewegung des Schiffes um die Offshore Struktur herum möglich ist und somit die gesamte kinetische Energie der Schiffsbewegung in elastische und plastische Deformation umgesetzt wird. Als Kollisionsszenarien wirde der Anprall bei unterschiedlichen Tidewasserständen sowie - bei den nicht rotationssymmetrischen Strukturen von Jacket und Tripod – verschiedenen Anprallwinkeln untersucht (Fig. 14).


Fig. 14: Kollisionsszenario 0° bei Jacket Gründung für ein Umspannwerk

4. Durchführung der Kollisionsanalyse mit LS-Dyna

Die Bildung des Rechenmodells (Vernetzung, Setzen von Randbedingungen, Aufbringen der Lasten) wirde soweit wie möglich innerhalb der Workbench vorgenommen. Die so Workbench erstellten Keyfiles müssen für die Modellierung von Einzelheiten noch im Präprozessor (hier verwendet: [9]) bzw. Texteditor ergänzt werden, da nicht alle Parameter innerhalb der Workbench gesetzt werden können. Soweit möglich werden Arbeiten im Keyfile jedoch mit Hilfe von Command Snippets erledigt (Fig. 15).

Fig. 15: Arbeit mit Command Snippets in Workbench

Da die Simulation im Kern das Ziel hat, Schäden an der Schiffsstruktur infolge der Kollision zu quantifizieren, ist der Einsatz eines Bruchkriteriums für die verwendeten Materialien S235 (Schiff) und S355 (Offshore Struktur) unerlässlich. Zum Einsatz kommt hier das Kriterium der Schalenausdünnung im verwendeten LS-Dyna Materialgesetz. Die Berechnung der Grenzdehung berücksichtigt dabei Elementgröße und - dicke (Fig. 16). Elemente, die das Bruchkriterium erfüllen, werden aus dem Berechnungssystem gelöscht. Dieser Ansatz ist - zurecht - umstritten, sowohl was die quanitative Festlegung der Grenzwerte betrifft als auch hinsichtlich der generellen Folgen des Ausschaltens von Elementen in einem mathematischen Berechnungssystem. Gleichwohl ist nicht die absolute Größe von potentiellen Leckagen nicht entscheidend für die Beurteilung sondern vielmehr ihr Vorkommen und ihre Lage. Die Einstufung des Schadensausmaßes erfolgt ohnehin an einem eher groben Raster. Schließlich bietet


die Elementerosion die Anschaulichkeit der Ergebnisse, die nicht zuletzt die Prüfbehörde von aufwändigen Simulationen erwartet.

Fig. 16: Bruchkriterium an der Gründungsstruktur: Schalenausdünnung in %

5. Ergebnisse

Die Auswertung der Ergebnisse erfolgt z.B. mit [9], das für diese Aufgabe alle erforderlichen Funktionalitäten bietet. Von vorrangiger Bedeutung ist die Frage, ob und in welchem Ausmaß es zu Leckagen in der Schiffshülle kommt. Das verwendete Bruchkriterium der Schalenausdünnung bewirkt ein Ausfallen der Elemente, in denen mit Rissen zu rechnen ist. Eine Durchdringung lediglich der äußeren Schiffswand ist nach [1] in die Schadenskategorie "beträchtlich" einzuordnen (Fig. 18). Eine Durchdringung auch der inneren Schiffswand mit "schwerwiegend". Das Verhalten der Gründung der Offshore Struktur ist im Prinzip nachrangig. Allerdings ist darauf zu achten, dass die Versagensmechanismen realistisch sind und kein vorzeitiges Versagen von Bauteilen zu einer zu geringen Abschätzung des Widerstands und damit auf die unsichere Seite führt (Fig. 17). Schließlich muss sich der Verlauf der Kollision in der Simulation auch in dem entsprechenden Verlauf der Kollisionskraft (Fig. 19) über die Zeit plausibilisieren lassen. Zwischenzeitliche Abfälle der Kollisionskraft zeigen beispielsweise den Ausfall von einzelnen Traggliedern an, ein erneuter Anstieg das zwischenzeitliche Stabilisieren der Gründungsstruktur im Kontakt mit dem Schiffskörper.

Fig. 17: Kollisionsdetail und Schadensbild (Tripod Struktur)


Fig. 18: Durchdringungen der Schiffshülle, links Ansicht Außenhülle, rechts rot markierter Bereich

Fig. 19: Verlauf der Kollisionskraft über die Zeit

Fig. 20: Energiebilanz des Berechnungssystems

Da in der expliziten Simulation keine Gleichgewichtszustände ermittelt werden, besteht eine vorrangige Qualitätsprüfung in der sorgfältigen Kontrolle der Energiebilanz des Berechnungssystems. Im Fig. 20 zu Grunde liegenden System aus Offshore Struktur und Schiff ist zu erkennen, dass die Kollision unmittelbar mit dem Beginn der Simulation erfolgt. Das Schiff wird durch den Kontakt mit der Gründungsstruktur gebremst und seine kinetische Energie (Kurve A) bis zum Zeitpunkt 3,5 s vollständig in Deformationsenergie ('Internal Energy', Kurve B) umgewandelt wird. Da die Gründungsstruktur nicht versagt, wird die elastische Deformationsenergie wieder frei und drückt das Schiff in entgegengesetzte Richtung zurück. Zum Zeitpunkt 5,0 s verlieren Gründungsstruktur und


Schiff den Kontakt. Das Schiff treibt mit konstanter Geschwindigkeit zurück (kinetische Energie bleibt konstant) und die elastische Deformationsenergie ist wieder vollständig in kinetische Energie umgewandelt. Im System von Gründungsstruktur und Schiff verbleibt der plastische Anteil der Deformationsenergie. Die Energiebilanz des Gesamtsystems ist dabei intakt, wie die konstant verlaufende Menge der Gesamtenergie (Kurve C) zeigt.

Fig. 21: Schema der Bewertung des Gesamtrisikos

Nimmt man das System in den Bildern Fig. 18 bis Fig. 19 zur Basis (äußere Schiffshülle durchdrungen, Konsequenz "beträchtlich"), so würde für dieses die Gesamteinschätzung mit einer gegebenen Kollisionshäufigkeit im Bereich "selten" (statistische Häufigkeit zwischen 10

-3 und 10

-2) mit

einer Risikoprioritätszahl von 3 erfolgen. Der Nachweis im Sinne von [1] wäre damit erbracht.


6. Erweiterungen im Entwurf zum neuen BSH Standard

Im BSH Standard [1] werden, wie schon angemerkt, nur relativ grobe Vorgaben zu den Randbedingungen und Lasten sowie zu den zu untersuchenden Kollisionsszenarien gemacht. Im Grunde bleibt es dem Berechnungsingenieur überlassen, eine entsprechende Modellierung mit Annahmen zur sicheren Seite vorzunehmen oder, sofern diese im Vorhinein nicht zu bestimmen sind, durch Vergleichsrechnungen zu ermitteln. Diese Aufgabe entfällt auch mit den im Entwurf zum neuen Standard gemachten Vorgaben (Tab. 2) selbstverständlich nicht. Insbesondere die Sicherstellung der Qualität der Simulation in Hinsicht auf Kontaktformulierung und Vernetzung bleibt eine Aufgabe, die in jeder Simulation auch unabhängig von normativen Vorgaben gestellt ist. Dass diese Aspekte im neuen Standard festgeschrieben werden sollen zeigt aber, dass die genannten Qualitätskriterien nicht immer eingehalten werden. Tab. 2: Zusammenstellung Entwurf BSH Standard 2007 / neu

Vorgaben BSH Standard 2007 BSH Standard neu

Randbedingungen

Modellierung bis 5m oberhalb Kollisi-onszone

alle Massen, Trägheiten und Steifigkeiten zu be-rücksichtigen

Bettung Einspannung zulässig Einspannung nicht zulässig

Bemessungsschiff generell VLCC Tanker 160.000 tdw

Windparkspezifisches Be-messungsschiff

Driftgeschwindigkeit 2 m/s 2 m/s

Driftrichtung nur translatorisch nur translatorisch

Materialmodelle n.E. mit Versagenskriterien

Details wie z.B. Boat Landing n.E. nicht zu berücksichtigen

Vergleichsschiff n.E. zu dokumentieren

Hydrodynamische Massen n.E. 20% der Schiffsmasse

Krängung n.E. zu berücksichtigen

Rotation n.E. nicht zulässig

Last aus Wind und Strömung n.E. nicht zu berücksichtigen

Vorgabe Parameterwahl n.E. konservativ

Qualitätskriterien

Kontakte n.E. geeignet zu wählen

Elementgröße n.E. geeignet zu wählen

Elementtechnologie n.E. Vorgabe

Elementform n.E. Vorgabe

Konvergenzkriterien n.E. zu dokumentieren

Dämpfung n.E. nicht erlaubt

Reibung n.E. geeignet zu wählen

Energiebetrachtung n.E. detailliert zu dokumentie-ren

n.E. = nicht Erwähnt


7. Zusammenfassung und Ausblick

Ein grundsätzliches Defizit der in den vorangegangenen Kapiteln dargestellten Methodik besteht sicherlich in der nur unter sehr großem Aufwand durchzuführenden Validierung durch Experimente. Dies ist allerdings ein grundsätzliches Dilemma, wenn es um Simulationen an Großstrukturen wie ganzen Schiffskörpern geht. Gleichwohl hat sich die Methode etablieren können, weil auf die breite Erfahrungsbasis im Bereich expliziter Simulationen und deren Erprobung zurück gegriffen werden kann. Der BSH Standard verlangt vom vorgestellten Simulationsansatz eine qualitative Einschätzung des Ausmaßes der Leckage am Bemessungsschiff und diese kann trotz vielfacher Annahmen - erwähnt seien Bruchkriterium und Elementerosion - geliefert werden. Sollen Nachweise entsprechend Forderungen aus einem Regelwerk, wie einer Norm, erbracht werden, so ist es notwendig, dass die Randbedingungen und Parameter der dem Nachweis zu Grunde liegenden Berechnungen dort weitgehend festgelegt sind, so wie dies in den schon lange etablierten Normen z.B. im Maschinen-, Stahl- oder Betonbau der Fall ist. Hier bestand nach Ansicht des Verfassers ein großes Defizit, das großteils durch ingenieurmäßige Einsicht und gute Praxis egalisiert werden konnte, aber auch zu ausdauernden Diskussionen und Verzögerungen im Genehmigungsprozess geführt hat. Die in Abschnitt 6 genannten Ergänzungen befinden sich derzeit noch in der Entwurfsphase, die genauere Beschreibung von Randbedingungen und Qualitätskriterien kann jedoch pauschal begrüßt werden.

8. References

[1] Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie, Standard Konstruktion Konstruktive Ausführung von Offshore-Windenergieanlagen

[2] Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben Rechnerische Bewertung von Offshore Windenergieanlagen bei Kollisionen mit Schiffen, Arbeitsbereiche Schiffbau der Technischen Universität Hamburg-Harburg 2004, BMU Forschungsvorhaben Nr. 0327527, Dipl.-Ing. Florian Biehl, 22.10.2004

[3] Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie [4] Offshore-Windenergie.net, Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien (IWR) [5] http://www.infoplease.com/ipa/A0001451.html [6] Ship construction, Eyres, David John, Elsevier 2007 [7] Tanker spills: Prevention by Design, National Research Council 1991 [8] LS-DYNA, Version 9.71, Livermore Software Technology Corp., Livermore USA [9] LS-Prepost, Livermore Software Technology Corp, Livermore USA [10] ANSYS, Ansys Inc., Canonsburg USA

Documents

Simulation der Kollision von Seeschiffen mit Offshore ... · Simulation der Kollision von Seeschiffen mit Offshore Windenergieanlagen mit Ansys Workbench und LS-Dyna nach neuem Standard