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 sleeptanks (Antwerpen en Oostende). Daarnaast testen we de uitvoerbaarheid van manoeuvres in functie van stroming, wind, snelheid, sleepbootassistentie, … op onze scheepssimulatoren in samenwerking met loodsen.
Wat onderzoekt WL?
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.
Nieuwsbrief:
Het kenniscentrum verspreidt een periodieke nieuwsbrief (Engelstalig). Deze nieuwsbrief kan je eenvoudig aanvragen via e-mail.
Brochure:
Presentatie:
Projecten
Toegepast onderzoek
Opwaardering Kanaal naar Charleroi (binnenvaart)
In de periode februari 2014 – januari 2015 werd door IMDC een ontwerpstudie uitgevoerd ter verbetering van de nautische toegankelijkheid van het Vlaamse traject van het Kanaal naar Charleroi. Deze opdracht kaderde in het bestek ‘KC/20/02/01/BB1887’ uitgeschreven door W&Z afdeling Zeekanaal.
Toegankelijkheid Berendrechtsluis voor MSC New York
Op 10 december 2014 arriveerde het containerschip MSC New York met lengte 399 m en breedte 54m in de haven van Antwerpen.
Ontwikkeling Container Terminal Lomé (Togo)
De haven van Lomé (hoofdstad van Togo) wordt momenteel uitgebreid met een nieuwe containerterminal met het oog op de komst van grotere schepen met capaciteit tot 14,000 TEU (twenty-foot equivalent unit). De uitvoerder van het project, Terminal Investment Ltd., contacteerde het Wate
Opwaardering Seine-Schelde verbinding (binnenvaart)
Sinds de inhuldiging van de binnenvaart simulator Lara (2009) betreft het ontwerp van binnenvaart waterwegen een belangrijk studiegebied voor het Waterbouwkundig Laboratorium.
Nautische toegankelijkheid haven van Delfzijl (NL)
De aanwezigheid van een sliblaag in de haven van Delfzijl (NL) impliceert een belangrijke beperking van de nautische toegankelijkheid van de haven.
Ontwerp voorhaven vernieuwde Royerssluis (binnenvaart)
De Royerssluis verbindt de Schelde met het havengebied Antwerpen - Rechteroever en combineert vandaag een breedte van 22 m met een lengte van 180 m.
AIS-analyse
AIS-data (Automatic Identification System) bevatten scheeps- en trajectinformatie welke door de schepen door middel van VHF-communicatie verstuurd worden onder de vorm van gestandaardiseerde binaire boodschappen.
Fundamenteel onderzoek
ROPES
ROPES is een Joint Industry Project van private partners zoals havens en onderzoeksinstellingen over de studie van het effect van passerende schepen op het gedrag van afgemeerde schepen.
Nieuwe sluizen Panamakanaal
De bouw van de nieuwe sluizen van het Panamakanaal behoort tot de meest tot de verbeelding sprekende waterbouwkundige werken. Voor de start van de bouwwerken
CSL Rhine in nabijheid van slibhoudend water
Na uitvoering van de simulatiestudie werd WL door Groningen S
Scheepsmetingen op 45 m breed bulkschip naar Charles de Gaulle sluis (Fr)
Op 5 december 2012 heeft het Waterbouwkundig Laboratorium een meting uitgevoerd op het bulkschip MV Cape Aster (292 m x 45 m x 14.2 m) tussen de Westelijke en de Oostelijke haven te Duinkerke.
Ware grootte metingen binnenvaartschip Elise
De wiskundige manoeuvreermodellen van binnenvaartschepen welke beschikbaar zijn in de binnenvaartsimulator van het WL, werden afgeleid uit een uitgebreid programma sleeptankproeven uitgevoerd op de sleeptank voor manoeuvres in ondiep water (samenwerking WL en UGent).
Berekening wind coëfficiënten van wiskundige scheepsmodellen
Om het wiskundige simulator model van het estuaire container schip de Tripoli te verbeteren werd een set nieuwe wind coëfficiënten berekend met behulp van het Computational Fluid Dynamics pakket FINE™/Marine.
CFD in ondiep water
Door haar betrokkenheid bij internationale organisaties zoals de ITTC en de NATO AVT werkgroepen, houdt het Waterbouwkundig Laboratorium een actieve interesse in the ontwikkelingen binnen de Computational Fluid
