Numerische Modellierung von Fluid-Struktur-Wechselwirkungen an wellenbeaufschlagten Strukturen

Die vorliegende Arbeit behandelt die numerische Modellierung von Fluid-Struktur-Wechselwirkung (FSI) an wellenbeaufschlagten Strukturen mittels eines partitionierten Block-Gauß-Seidel-Lösungsverfahrens. Die Berechnung der Teilpartitionen der multiregionalen bzw. multiphysikalischen Berechnungsfelder basiert dabei auf der numerischen Finite-Volumen-Methode (FVM). Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt auf der Entwicklung eines Fluid-Struktur-Wechselwirkungs-Algorithmus zur Untersuchung von dämpfungsbegünstigten Eigenschaften viskoser newtonscher und strukturviskoser nichtnewtonscher Flüssigkeiten. Die numerischen Untersuchungen erfolgen am Beispiel eines Offshore-Dämpfungselement-Prototypen, bei dem es sich um eine an die monopilen Offshore-Windkraftanlagen-Turmpfeiler integrierte Komponente handelt. Diese besteht im Wesentlichen aus einer dünnwandigen flexiblen Hülle, die um die Offshore-Struktur in der Höhe des Wellengangs befestigt ist. In der Kammer zwischen der flexiblen und starren monopilen Wand befindet sich eine viskose Dämpfungsflüssigkeit, die die impulsartigen Belastungen infolge der Einwirkung extremer Wellenaufschläge