Numerische Untersuchung und Optimierung der instationären Luftströmung im Gehäuse eines hydraulischen Offshore-Rammhammers (Ansys CFX)

Das Ziel der Diplomarbeit ist die numerische Untersuchung und Optimierung der instationären Luftströmung im Gehäuse eines hydraulischen Offshore-Rammhammers.

Im Hammer wird ein Fallgewicht hydraulisch gehoben und aus dieser Position durch die Erdbeschleunigung und eine zusätzliche hydraulische Kraft nach unten beschleunigt. Im untersten Punkt gibt das Fallgewicht seine Energie impulsartig an die Schlaghaube ab. Diese rammt den Pfahl in den Meeresboden. Die Luftströmung resultiert aus der Verdrängung der Luft bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Fallgewichts.

Der Hammer wird sowohl über als auch unter Wasser eingesetzt, wobei der Druck im Hammergehäuse immer leicht über dem Umgebungsdruck des Wassers liegt. Mit steigender Wassertiefe nehmen die Verluste zu und vermindern den Wirkungsgrad des Hammers.

Durch Analyse der Strömungsverluste werden konstruktive Verbesserungsverschläge (3D-CAD Pro Engineer) erarbeitet, die anschließend durch Strömungssimulation (Ansys CFX) verifiziert werden.

Das konkrete Ziel ist die Optimierung des Wirkungsgrads für Wassertiefen bis 400 m.