Das Zusammenspiel von Schiff und Wasserstraße ist in der Binnenschifffahrt von hoher Bedeutung.

Zur Validierung von CFD-Simulationen wurde die Particle Image Velocimetry Methode verwendet. 2D3C PIV misst drei Geschwindigkeitskomponenten gleichzeitig in einem dünnen Lichtschnitt und ermittelt die Strömung in einer 2D-Ebene. Für viele Anwendungen und ein tieferes Verständnis transienter 3D-Strömungen ist es jedoch wünschenswert, in einem vollständigen Volumen zu messen. Bisherige 3D-PTV Systeme sind in der Auflösung begrenzt und für höhere Tracerpartikeldichten nicht geeignet.

In den Untersuchungen zum Nachlauf hinter Schiffspropellern kam LaVision’s Unterwasser MiniShaker System zum Einsatz. Das System überwindet die beschriebenen Nachteile klassischer 3D-PTV Methoden mit Hilfe des Shake-the-Box-Tracking-Algorithmus, das neuartige Hardwaredesign ermöglicht eine einfache und zuverlässige Kalibrierung. Der MiniShaker besteht aus vier Kameras integriert in einem sehr kompakten und stabilen Gehäuse und kann zusammen mit einer LED- oder Laserbeleuchtung verwendet werden. Das System erzeugt in kurzer Zeit große Datenmengen, die Kalibrierung im Wasserbecken ist sehr einfach und die volumetrischen Ergebnisse sind in guter Übereinstimmung mit 2D3C PIV-Daten.

Die Messungen wurden am Institut für Schiffstechnik, Meerestechnik und Transportsysteme (ISMT) der Universität Duisburg-Essen sowie im Flachwasserbecken des Entwicklungszentrums für Schiffstechnik und Transportsysteme (DST) durchgeführt.

Hier geht es zum vollständigen Artikel.