Havens en vaarwegen

Het Waterbouwkundig Laboratorium bevordert een veilige en vlotte scheepvaart naar de Vlaamse havens en op de binnenwateren. Met state-of-the-art technologie bieden wij een wetenschappelijke onderbouwing voor de gehanteerde criteria die bepalen of schepen al dan niet toegelaten worden op de trajecten naar de Vlaamse havens en op de binnenwateren. We bestuderen het manoeuvreergedrag van schepen, onder andere op basis van onderzoek met schaalmodellen in onze eigen sleeptank. Daarnaast testen we de uitvoerbaarheid van manoeuvres in functie van stroming, wind, snelheid, sleepbootassistentie, … op onze scheepssimulatoren in samenwerking met loodsen.

Toegankelijkheid

• Simulatoren
• Numerieke modellen en software

Manoeuvreren

• Schaalmodellen
• Berekeningen en metingen

Kenniscentrum 'Varen in ondiep en beperkt water'

• Conferenties

Projecten

Toegankelijkheid

Wij beschikken over een gespecialiseerd team dat de toegankelijkheid van havens en vaarwegen onderzoekt. Zij bestuderen de relaties tussen de configuratie van havens en vaargeulen, de lokale hydro- en sedimentdynamiek en het scheepsgedrag in de aanloop naar de havens en op de binnenwateren.

Om de toegankelijkheid van Vlaamse en internationale havens en binnenwateren te verbeteren, stellen we oplossingen voor, vaak in internationale samenwerkingsverbanden. Dat gebeurt op basis van meetgegevens, simulaties en numerieke en fysische modellen die ons toelaten om stromingsvelden, sedimentdynamiek en scheepsgedrag in ondiep en beperkt water te bepalen.

Onze studies beïnvloeden het ontwerp van havens en sluistoegangen en zijn een belangrijke bron van informatie als het gaat over de haalbaarheid van scheepsmanoeuvres in havens en vaarwegen. Daarnaast onderzoeken en beoordelen we de toegankelijkheid van bestaande infrastructuur en dimensioneren we externe hulpmiddelen zoals sleepbootassistentie, fendering en navigatiehulpmiddelen. Tot slot formuleren we aandachtspunten voor procedures bij kritieke scheepsbewegingen. We adviseren ook over optimalisatiestrategieën voor onderhoudsbaggerwerk van havens en waterwegen.

Simulatoren

Onze scheepssimulatoren staan garant voor gedetailleerd onderzoek van alle beschikbare informatie. Daarbij bepalen we de toegankelijkheidsgrenzen in functie van externe factoren zoals wind, stroming, aanwezigheid van oevers of structuren of de interactie met andere schepen.

In onze simulatoren wordt de toegankelijkheid onderzocht in realtime of in fasttime (computergestuurd). Om realtime simulaties voor de zeevaart uit te voeren, beschikken we over de ‘full mission’ brugsimulatoren SIM 360+ en SIM 225, inclusief sleepbootsimulaties, die ook aan elkaar gekoppeld kunnen worden. Ze worden gebruikt voor simulaties van zee- en binnenvaart. Specifiek voor de binnenvaart werken we ook met de simulator Lara.

Numerieke modellen en software

Aan de hand van numerieke modellen van havens en vaarwegen berekenen we stromingsvelden en verwacht baggerbezwaar voor werkelijk opgetreden of fictieve scenario’s.
De software ProToel (Probabilistisch Toelatingsbeleid) werd ontwikkeld om het toelatingsbeleid tot de Vlaamse havens te voorspellen en dit van de toegangsgeulen op de Noordzee tot aan de terminals. ProToel laat toe om tijpoortberekeningen uit te voeren middels zowel probabilistische (op basis van een maximaal aanvaard risico op bodemraking) als deterministische (op basis van een vaste minimale kielspeling) criteria.
Bijkomend analyseren we scheepsbewegingen aan de hand van Automatic Identification System (AIS) registraties om een totaalbeeld te bekomen van de trafiek op de vaarwegen.

Manoeuvreren

Schepen  worden alsmaar groter. Zij opereren in vaarwateren waarvan de afmetingen niet in gelijke mate toenemen. Dit betekent dat schepen relatief minder ruimte hebben om te varen. Met als gevolg dat hun manoeuvreerruimte kleiner wordt en hun manoeuvreerbaarheid moeilijker. Het Waterbouwkundig Laboratorium focust precies op het varen in deze moeilijke omstandigheden.

Wij voeren experimenteel onderzoek uit naar het gedrag van schepen in ondiep en beperkt water. Daarbij nemen we de manoeuvreereigenschappen boven een vaste bodem of een nautische bodem onder de loep.

Het Waterbouwkundig Laboratorium brengt de krachtwerkingen in kaart die van belang zijn voor scheepsmanoeuvreersimulaties waaronder:

• invloed van de nabijheid van een oever of een kade op de hydrodynamische krachtwerking op de romp, en op de werking van voortstuwing, roer en boegschroeven;
• krachtwerkingen die optreden bij het naderen, invaren en uitvaren van schutsluizen;
• interactie met andere (afgemeerde, ontmoetende, oplopende) schepen.

Daarnaast verrichten we studies rond squatverschijnselen (stationaire verticale bewegingen) en het gedrag van schepen in ondiep water onder invloed van golven.

Schaalmodellen

In onze sleeptank voeren wij verschillende proeven als schaalmodelstudie uit:

• computerized Planar Motion Mechanism (CPMM) proeven of gedwongen proeven voor de voorspelling van het scheepsgedrag in open en kalm water, maar ook in golven;
• gedwongen interactieproeven tussen schepen onderling of een schip en structuren (schip-schip, schip-oever, schip-bodem, sluiseffecten, …);
• vrijvarende proeven waarbij het schip door middel van eigen sturingsmiddelen (schroef en roer) gestuurd door een autopilot een traject aflegt in de sleeptank.

Berekeningen en metingen

De berekeningen van scheepshydrodynamica in ondiep en beperkt water gebeuren aan de hand van numerieke modellen, waaronder CFD-berekeningen. Om aanvaardbare rekentijden te bekomen in dit complexe domein, is een deel van onze interne rekencluster exclusief voorbehouden voor dit onderzoek. We voeren ook metingen uit op schepen en binnenschepen als validatie voor onze modellen.

Kenniscentrum 'Varen in ondiep en beperkt water'

Het kenniscentrum 'Varen in ondiep en beperkt water' werd opgericht in 2008. Het streeft ernaar om de wetenschappelijke kennis en praktijkervaring over het gedrag van schepen in ondiep en beperkt water te verzamelen, uit te breiden en beschikbaar te maken. Zo biedt het ondersteuning aan het toelatingsbeleid en bij de ontwikkeling van waterwegen voor schepen naar de Vlaamse havens en voor de binnenvaart.

De doelstellingen van het kenniscentrum zijn:

• een efficiënt documentatiebeheer;
• een accuraat databeheer;
• complementaire internationale samenwerking.

Het kenniscentrum wordt uitgebouwd in samenwerking met de Universiteit Gent, Afdeling Maritieme Techniek, en verspreidt zijn kennis wereldwijd via de Engelstalige website www.shallowwater.be.

Conferenties

Het staat ook in voor de organisatie van de internationale MASHCON conferenties:

• Manoeuvring in waves, wind and current 2019
• Ship Bottom Interaction 2016
• Ship Behaviour in Locks 2013
• Ship - ship interaction 2011
• Bank effects 2009

Projecten

Toegepast onderzoek

• Studies op basis van scheepsmanoeuvreersimulatoren

  • Ontwerp voorhaven vernieuwde Royerssluis (binnenvaart)
  • Nautische toegankelijkheid haven van Delfzijl (NL)
  • Opwaardering Seine-Schelde verbinding (binnenvaart)
  • Ontwikkeling Container Terminal Lomé (Togo)
  • Toegankelijkheid Berendrechtsluis voor MSC New York
  • Opwaardering Kanaal naar Charleroi (binnenvaart)
• Deskstudies
  • AIS-analyse

Fundamenteel onderzoek

• Sleeptank voor manoeuvres in ondiep water

  • ROPES
• Sluismodel
  • Nieuwe sluizen Panamakanaal
• Ware grootte metingen
  • Scheepsmetingen op 45 m breed bulkschip naar Charles de Gaulle sluis (Fr)
  • Ware grootte metingen binnenvaartschip Elise
  • CSL Rhine in nabijheid van slibhoudend water
• Numeriek onderzoek
  • CFD in ondiep water

  • Berekening wind coëfficiënten van wiskundige scheepsmodellen