Zelzatetunnel KGT: CFD simulaties scheepspassages
Van Hoydonck, W.; Verwilligen, J.; Meire, D. (2026). Zelzatetunnel KGT: CFD simulaties scheepspassages. Versie 2.0. WL Rapporten, 26_025_1. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. IX, 36 + 15 p. bijl. pp. https://dx.doi.org/10.48607/404
Part of: WL Rapporten. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. , more
|
|
| Keywords |
Computational fluid dynamics
Conservation > Soil conservation
Harbours and waterways > Manoeuvring behaviour > Bank effects
Harbours and waterways > Manoeuvring behaviour > Influence under keel clearance
Numerical calculations
Gent - Terneuzen Canal [Marine Regions]; Zelzate [Marine Regions]
|
| Author keywords |
Zelzatetunnel; scheepspassage |
Contact detailsProposer: Vlaamse overheid; Beleidsdomein Mobiliteit en Openbare Werken; Vlaams Ministerie van Mobiliteit en Openbare Werken; Departement Mobiliteit en Openbare Werken; Afdeling Maritieme Toegang , more
| Abstract |
Een deel van de deklaag boven de Zelzatetunnel in het Kanaal Gent‐Terneuzen is door scheepvaartverkeer geërodeerd. Dit rapport begroot met behulp van Computational Fluid Dynamics (CFD) de belasting op de kanaalbodem door passage van maatgevende schepen (? = 32.2 m en ? = 38 m bij diepgangen van ? = 10 m en ? = 12.5 m) voor vier vaste percentages van de kritische snelheid. De invloed van diepgang, passeersnelheid, kanaalprofiel en voortstuwing wordt onderzocht. Belasting op de centrale tunnelmoten veroorzaakt door de hydrodynamische druk van een passerend schip resulteert in een significante opwaartse kracht (zuiging) en een moment om de langsas van de tunnel. De dusdanig berekende piekbelastingen werden uitgezet tegen de passeersnelheid. De resultaten tonen duidelijk de belangrijke impact van vaarsnelheid op de tunnelbelasting.
Op basis van de snelheid in de dwarssectie bij het scheepsmidden werd de gemiddelde retourstroming bepaald met de CFD resultaten en vergeleken met een simpele 1D schatting (zonder waterspiegeldaling) en literatuurformules die de waterspiegeldaling naast het schip in rekening brengt. Uit deze resultaten volgt dat de retourstroming berekend met CFD een goede overeenkomst geeft met de literatuurformules en dat de 1D schatting steeds een significante onderschatting geven van de retourstroming.
De waterspiegeldaling nabij de oever bij passage van een schip werd vergeleken met recent uitgevoerde insitu metingen (Meire e.a., 2026) en een gemiddelde waterspiegeldaling naast het schip op basis van literatuur. Uit de CFD‐berekeningen volgt dat voor gelijke percentages van de kritische snelheid, de waterspiegeldalingen zeer vergelijkbaar zijn. De CFD‐resultaten komen goed overeen met de in‐situ metingen, waar opgemerkt moet worden dat voor deze laatste weinig data beschikbaar is voor de grootste blockages. Voor de kleinste diepgang en breedte komen de waarden goed overeen met schattingen op basis van literatuur, terwijl voor grotere diepgangen en/of scheepsbreedtes, de afwijkingen iets groter worden (tot maximaal 0.04 m).
De schuifspanning op de bodem veroorzaakt door een scheepspassage werd ook onderzocht. Bij kleine kielspelingen vermindert de schuifspanning op de bodem onder de romp doordat de grenslaag onder de romp interageert met de bodem waardoor de retourstroming onder de romp door deels geblokkeerd wordt. Erosie van de deklaag boven de Zelzatetunnel vergroot de ruimte tussen romp en bodem, waardoor de retourstroming onder de romp meer vrij spel krijgt. Een nadeel van varen bij hoge diepgangen is dat het zog achter het schip zich vanaf het wateroppervlak tot de bodem uistrekt en nabij de bodem resulteert in significante snelheidsgradienten en schuifspanningen.
De resultaten uit dit rapport kunnen meegenomen te worden in het ontwerp van de bescherming boven de Zelzatetunnel. |
|
