CableProtect - Partikelbasierte Analyse von Sedimentumlagerungen und ihres Einflusses auf die Kabeldynamik

 

Laufzeit:	01.09.2023 - 31.08.20.26
Gefördert durch:	Ministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, 7. Energieforschungsprogramm "Innovationen für die Energiewende", Förderkennzeichnen 03EE2059B
Bearbeiter:	Shervin Samadi, M.Sc.
Projektpartner:	Entwicklungszentrum für Schiffstechnik und Transportsysteme e.V. (DST) ESOS Wind GmbH
assoziierte Partner:	EnBW Bundesamt für Schifffahrt und Hydrographie Mibau Holding GmbH

                        

Kurzbeschreibung:

Das Verbundvorhaben „Lösungsansätze zur Vermeidung von Kabelschäden im Nahbereich von Offshore-Gründungsstrukturen unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Boden Interaktion (CableProtect)“ widmet sich den komplexen Wechselwirkungen zwischen Stromkabel, Struktur, Kolkschutz und Meeresboden im Anschlussbereich des Kabels an die Tragstruktur. Anlass dafür waren Schäden in signifikanter Größenordnung insbesondere am Schutzsystem der Unterwasserverkabelung. Derartige Schäden sind zurückzuführen auf hydrodynamische Prozesse im Umfeld der Gründungsstrukturen. Wellen und Strömungen verursachen dort Bewegungen des frei hängenden Kabels, welche sich auch auf den Teil des Kabels auswirken, der auf dem Kolkschutz bzw. Meeresboden aufliegt. Außerhalb des Kolkschutzes kommt es zu Sedimentumlagerungen und zur Bildung von Randkolken, welche einen wechselseitigen Einfluss auf die Kabelbewegungen nehmen und zu Lageinstabilitäten führen. Das Teilvorhaben „Partikelbasierte Analyse von Sedimentumlagerungen im Bereich der Gründungsstruktur und ihres Einflusses auf die Kabeldynamik (CableProtect-Sediment)“ widmet sich im Rahmen dieses Verbundvorhabens hydrodynamisch induzierten Sedimentumlagerungen im Auflagerbereich des Kabels. Mit einer gekoppelten CFD-DEM Modellierung wird ein innovativer Ansatz verwendet, um Erosionsprozesse auf der Mikro-Ebene der Körner zu betrachten und so neue Einblicke in deren Wirkmechanismen zu erhalten. Durch Kopplung mit den Fluid-Struktur Modellen der Verbundpartner können die Einflüsse aus dem oszillierenden Stromkabel sowie aus Gründungsstruktur und Kolkschutz unter realitätsnahen Randbedingungen abgebildet werden. Ziel dieses Teilvorhabens ist es, auf der Grundlage eines verbesserten Verständnisses der Sedimentumlagerungsprozesse wissenschaftlich abgesicherte und praxistaugliche Bemessungsregeln für die geomechanischen Aspekte der Kabelanbindung zu erarbeiten und so zu einer höheren Zuverlässigkeit von Offshore-Windenergieanlagen beizutragen.