Liftcontrole voor draagvleugelboten
Draagvleugelboten zorgen voor snel en voordelig vervoer, vooral in dichtbevolkte stedelijke gebieden zoals Nederland. De uitdaging is echter om comfortabel en veilig te blijven varen, vooral in aanwezigheid van golven, terwijl de robuustheid wordt gemaximaliseerd en de kapitaal- en onderhoudskosten worden geminimaliseerd.
Om deze problemen aan te pakken, onderzoeken we in dit project nieuwe benaderingen voor draagkrachtregeling en hoogteregeling van draagvleugelboten, waarbij we concepten uit de vluchtdynamica gebruiken om onvaste bewegingen te bestuderen, zoals de fugoïde modus. Voor liftbesturing overwegen we bewezen mechanismen uit de luchtvaart, naast nieuwe concepten die specifiek zijn voor draagvleugelboten. De stabiliteitsomhullende en controleontwerpmechanismen worden onderzocht met een state-space model (SSM), met input van numerieke en experimentele gegevens. Numerieke simulaties (PhD-2) richten zich op potentiële stromingscodes in combinatie met CFD, met behulp van eindige-elementenmethoden en divergentie-conforme isogeometrische analyse.
Interactie van de draagvleugelstroming met het vrije oppervlak
Speciale aandacht gaat uit naar de interactie van de draagvleugelstroming met het vrije oppervlak in combinatie met golven, waarbij gebruik wordt gemaakt van turbulentiemodellering met residueel-gebaseerde variational multi-scale physics en een level-set benadering om het vrije oppervlak te beschrijven. Oppervlaktespanning wordt meegenomen om luchtinjectie, ventilatie en broaching nauwkeurig te voorspellen. Experimentele methoden (PhD-1) zullen worden gebruikt om input te leveren voor het state-space model en ook om de numerieke resultaten te valideren. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een combinatie van stromingsvisualisatie voor de algehele stroming en stereoscopische deeltjesbeeldsnelheidsmeting (PIV) voor gedetailleerde kwantitatieve metingen van de stroming in het hele veld.
Meerfasen watertunnel
De experimenten worden uitgevoerd in de Delftse sleeptank en de nieuw in gebruik genomen meerfasen watertunnel. Verder zal een model met gereduceerde orde (ROM) worden onderzocht om een snelle en nauwkeurige manier te verkrijgen om de numerieke resultaten te gebruiken voor het ontwerp van de nieuwe generatie draagvleugelboten. Een post-doc zal samenwerken met onze industriële en technologische partners om dit in een demonstratiemodel te implementeren. We verwachten dat dit onderzoek zal leiden tot nieuwe en gevalideerde draagvleugelconcepten met actieve lift- en hoogteregeling.
Topsector Water & Maritiem: Blauwe route
Het programma ‘Topsector Water & Maritiem: Blauwe route’ financierde fundamenteel en toepassingsgericht onderzoek over vraagstukken uit de ‘Blauwe route’.
