SHADOW
Ship Hydromechanics Augmented with Diagnostical Optics in Waves
Toekomstige uitdagingen zoals drijvende offshore-energie en voedselproductie vereisen geavanceerde onderzoeksinfrastructuur. SHADOW voorziet in deze behoefte met een unieke doorzichtige sleepbak en golfbak, waardoor nauwkeurige optische laserdagnostiek mogelijk is. Het biedt volledige optische toegang voor stromingsveld- en drukmetingen met een ongekende precisie. De faciliteit omvat golfmakers, stromingspompen en Stewart-platforms met geavanceerde besturingsalgoritmen om de interacties tussen vloeistoffen en structuren van bewegende en drijvende systemen te bestuderen. SHADOW is de eerste in zijn soort en biedt geavanceerde tools voor het analyseren van golven, stromingen en scheepsbewegingen. Het levert hoogwaardige gegevens die cruciaal zijn voor maritieme toepassingen van de volgende generatie en offshore-innovatie.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
De SHADOW-infrastructuur zal worden gevestigd aan de TU Delft en worden beheerd door de groepen Scheepshydromechanica en Vloeistofmechanica. Het is ontworpen voor geavanceerde experimentele vloeistofmechanica en heeft volledig transparante zijwanden en bodem, waardoor alle meetapparatuur buiten het water kan blijven. De belangrijkste technieken zijn onder meer tomografische deeltjesbeeldvelocimetrie (TOMOPIV), die het volledige 3D-tijdsafhankelijke snelheidsveld weergeeft, en scanning laser-Doppler-velocimetrie om tijdsafhankelijke structurele bewegingen en vervormingen te meten.
Een belangrijke innovatie is het reconstrueren van de volledige drukverdeling op objecten op basis van TOMOPIV-gegevens, wat een stap verder gaat dan conventionele metingen die alleen op kracht zijn gebaseerd. De sleeptank en het bassin zullen worden uitgerust met geavanceerde golfgeneratiesystemen. Het bassin is voorzien van gesegmenteerde golfplaten voor directionele golfverspreiding en stromingspompen om onderliggende stromingen te simuleren. Tijdsafhankelijke golfvelden zullen worden gemeten met behulp van moderne optische oppervlaktetrackingmethoden in plaats van traditionele puntprobes, wat baanbrekend onderzoek naar de interactie tussen golven en stromingen mogelijk maakt.
Stewart-platforms met complexe besturingsalgoritmen zullen modelbewegingen manipuleren om vloeistof-structuurinteracties in ongekend detail te bestuderen. Het gecombineerde gebruik van TOMOPIV en scanning laser-Doppler velocimetry op deze schaal is een primeur in het vakgebied.
SHADOW ondersteunt onderzoek op het gebied van maritieme, offshore, civiele en lucht- en ruimtevaarttechniek. De precisie van TOMOPIV maakt kleinere, snellere modellen mogelijk, waardoor onderzoek bij hoge Froude-getallen mogelijk wordt. De mogelijkheid om volledige drukverdelingen vast te leggen maakt een nauwkeurige reconstructie van krachten mogelijk op vrij bewegende, zelfaangedreven objecten zoals onderwaterrobots, robotvissen en autonome vaartuigen. Toepassingen zijn onder meer draagvleugelboten, vliegtuigmodellen, drijvende windturbines en watersportprestaties. Deze faciliteit zet een nieuwe standaard op het gebied van schaal, detail en veelzijdigheid voor onderzoek op het gebied van maritieme en vloeistofmechanica.
Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek
De infrastructuur is geschikt voor het onderzoeken van een breed scala aan constructies op het gebied van maritieme, offshore, civiele en lucht- en ruimtevaarttechniek. De gedetailleerde gegevens zullen nieuwe mogelijkheden bieden voor het onderzoeken van de hydromechanica van schepen op modelschaal. Dankzij de hoge nauwkeurigheid van TOMOPIV is het mogelijk om kleinere modellen te onderzoeken bij hogere (modelschaal)snelheden, d.w.z. veel hogere Froude-getallen dan momenteel haalbaar zijn in conventionele sleepbakken. Omdat standaard de volledige drukverdeling wordt gemeten, ontstaat een unieke kans om krachten op vrij bewegende, zelfaangedreven objecten, zoals onderwaterrobots, (robot-)vissen en autonome schepen, te reconstrueren. De faciliteit is zeer geschikt voor het onderzoeken van innovaties voor draagvleugels, vliegtuigmodellen en modellen van drijvende offshore windturbines, in het bijzonder voor het bestuderen van stromingsbeheersingsmethoden die de weerstand verminderen en de lift en de (verre) kielzog van deze objecten en constructies beheersen. Een opkomend gebied is het uitvoeren van metingen voor het voorspellen en verbeteren van prestaties in watersporten, zoals roeien en zwemmen. De beoogde infrastructuur zal dat gebied naar een geheel nieuw niveau van schaal en nauwkeurigheid tillen.
Hoe krijgt u toegang tot de infrastructuur?
Toegang tot de infrastructuur wordt aan onderzoekers verleend via korte en reguliere projecten. Voor zowel korte als reguliere projecten moeten voorstellen worden ingediend. Korte projecten worden alleen beoordeeld op technische haalbaarheid. Reguliere projecten worden beoordeeld op wetenschappelijke relevantie en technische haalbaarheid.