Wichtige Erkenntnisse
- Siemens Simcenter-Werkzeuge aus dem Xcelerator-Portfolio ermöglichten eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs um 30 % für das foiling Katamaran Bluegame BGF45.
- Das 45-ft (13,7 m) Schiff erreicht >35 Knoten, während das Heck im Wasser bleibt, und eliminiert komplexe Lift-Steuer-Hardware.
- CFD (STAR-CCM+) und Struktursimulation verkürzten den Designzyklus um bis zu 40 % gegenüber herkömmlichen Towing-Tank-Tests.
- Die Nutzung der America's-Cup-Hydrodynamik übertrug Rennleistung auf den kommerziellen Freizeit-Yacht-Markt.
Siemens Simcenter treibt den BGF45-Designprozess an
Caponnetto Hueber SL, ein Spezialist für Schiffstechnik, wählte die Siemens Simcenter-Simulationssoftware — Teil der Xcelerator-Digital-Twin-Suite — zur Modellierung der Hydrodynamik und der Strukturlasten des Bluegame BGF45. Ziel war es, einen Hochgeschwindigkeits-Freizeit-Katamaran zu schaffen, der kommerzielle Kraftstoff-Effizienzziele erreicht, ohne Stabilität oder Passagierkomfort zu beeinträchtigen.
Vom Rennsport zur Freizeit
Das Designteam nutzte Daten eines 50-Knoten-Wasserstoff-betriebenen foiling Katamarans, der für den 37. America's Cup gebaut wurde. Durch die Anpassung dieses Rennwissens an den BGF45 führten die Ingenieure eine foil-unterstützte Konfiguration ein, die:
| Merkmal | Foiling Katamaran (BGF45) | Konventioneller Katamaran |
|---|---|---|
| Widerstandsreduktion | Bis zu 30 % niedriger | Basiswert |
| Kraftstoffverbrauch | 30 % weniger (vs. nicht-foiled) | Basiswert |
| Geschwindigkeit | >35 kn (≈65 km/h) | 28–30 kn typischerweise |
| Lift-Steuer-System | Nicht erforderlich (Heck bleibt eingetaucht) | Oft nötig für Lift-Steuerung |
| Designzyklus | ~40 % schneller (Simulation-first) | Länger (physikalische Tests) |
Simulation-First-Workflow
- CFD-Analyse – Simcenter STAR-CCM+ erzeugte hochauflösende Strömungsfelder um die Rumpf-Foil-Anordnung und quantifizierte Druckverteilung, Wellwiderstand und Kavitation.
- Strukturelle Validierung – Simcenters Multiphysik-Suite bewertete Spannungskonzentrationen an den Foils, Querbalken und Deckstrukturen bei dynamischen Lasten bis zu 2 g vertikaler Beschleunigung.
- Design-Iteration – Virtuelle „Was-wenn-Studien“ (Foil-Winkel, Abstand, Rumpfformen) wurden in Tagen statt Wochen abgeschlossen, sodass das Team vor dem Bau eines physischen Modells eine optimale Geometrie finden konnte.
Das Ergebnis war ein 45-ft (13,7 m) Katamaran, der den Nervenkitzel des Foilings mit der Sicherheit eines wassergetragenen Hecks verbindet, eine sanftere Fahrt für bis zu 12 Passagiere bietet und gleichzeitig die Betriebskosten senkt.
Vorteile über den BGF45 hinaus
- Reduzierte physikalische Tests – Der Fokus auf Simulation reduzierte Towing-Tank-Durchläufe um etwa 60 %, was Zeit und Kosten sparte.
- Umweltauswirkungen – Geringerer Kraftstoffverbrauch führt zu einem proportionalen Rückgang der CO₂-Emissionen — etwa 0,9 t CO₂ pro Jahr bei einem typischen 200-Stunden-Kreuzfahrtplan.
- Skalierbares Wissen – Die für den BGF45 erstellten Hydrodynamik-Modelle können für zukünftige Bluegame-Projekte wiederverwendet werden und beschleunigen die Produktpipeline der Sanlorenzo Group.
Fazit
Siemens Simcenters integrierte CFD- und Struktursimulations-Tools verschafften Caponnetto Hueber einen entscheidenden Vorsprung bei der Umwandlung von Elite-Renntechnologie in eine kommerziell rentable, kraftstoffeffiziente Freizeit-Yacht. Durch die Reduktion von Widerstand und Kraftstoffverbrauch um bis zu 30 % und den Wegfall komplexer Lift-Steuer-Mechanismen demonstriert das Bluegame BGF45, wie ein Simulation-first-Ansatz Entwicklungszyklen verkürzen, Betriebskosten senken und Hochleistung-Marine-Engineering einem breiteren Markt zugänglich machen kann.
