Naval and Offshore Structures

Thema:
Maritiem en offshore

Met haar diepgaand inzicht in materialen en constructies gekoppeld aan deskundige modelleringscapaciteiten en unieke laboratoriumfaciliteiten draagt de afdeling Naval and Offshore Structures (NOS) bij aan een veilige samenleving en een succesvolle energietransitie. De NOS werkt zowel voor de marine als voor de civiele maritieme/offshore sector, waarbij ze veelvoorkomende problemen aanpakt en klanten helpt bij het implementeren van domeinoverschrijdende oplossingen.

Bijdragen aan een veilige samenleving

De wereld wordt geconfronteerd met een toename van grote gewapende conflicten en groeiende instabiliteit. De veilige samenleving die we ooit als vanzelfsprekend beschouwden, is niet langer vanzelfsprekend. Het behoud van deze veiligheid is een van de grote maatschappelijke uitdagingen waarvoor de wereld zich momenteel gesteld ziet. Het beschermen van onze strijdkrachten tegen bestaande en toekomstige bedreigingen vereist geavanceerde technologische oplossingen.

Om onze marine hierop voor te bereiden, dient de Nederlandse overheid haar kennisbasis te vergroten en verschillende schepen te vervangen. In verband hiermee heeft zij een meerjarig investeringsprogramma opgesteld voor de vervanging van schepen en noodzakelijke kennisontwikkeling. Onze afdeling speelt een essentiële rol bij deze kennisontwikkeling en dit vervangingsprogramma.

Ondersteunen van de energietransitie

Bij de transitie naar netto-nul emissies streven maritieme en offshore operaties naar een zo laag mogelijke CO2-uitstoot. Waterstof, ammoniak en methanol vormen in verband hiermee belangrijke alternatieve brandstoffen, in combinatie met CO2-opvang en batterijsystemen.

Deze brandstoffen beïnvloeden het ontwerp en de werking van schepen en brengen extra risico's met zich mee. Regelgeving moet een evenwicht zien te vinden tussen veiligheid en haalbaarheid. Deze transitie wordt verder mogelijk gemaakt door de bijdrage die NOS levert middels risicobeoordeling van het vervoer van gevaarlijke stoffen.

Ten aanzien van hernieuwbare energie richten we ons op offshore constructies zoals windturbines en drijvende zonne-energie. Schaalvergroting brengt uitdagingen met zich mee op het gebied van ontwerp, productie en installatie. We werken aan de ontwikkeling van hulpmiddelen waarmee de levensduur van deze constructies, zoals modulaire bladen, kan worden beoordeeld en voorspeld, wat bijdraagt aan de optimalisering van ontwerpen, het voorkomen van storingen en verminderen van uitvaltijd.

Laboratoria en veldexperimenten

Bij de NOS voeren we op verschillende niveaus tests uit om onze modellen te valideren en de veiligheid van constructies te beoordelen. Deze tests worden uitgevoerd in verschillende, hoogst gespecialiseerde TNO-laboratoria die beschikken over unieke faciliteiten.

  • Ons SD-lab (Structural Dynamics) is een van slechts drie laboratoria ter wereld die onderwaterexplosies kunnen simuleren volgens de nieuwste schoknormen, zonder gebruik te maken van echte explosieven.
  • Voor explosie- en ballistische experimenten voor de Nederlandse overheid werken we nauw samen met het TNO Laboratorium voor Ballistisch Onderzoek (LBR).
  • Ter ondersteuning van de energietransitie vinden in het Delft Bouwinnovatie Lab (DBL) en het Chemisch Biologisch Radiologisch en Nucleair (CBRN) lab vele experimenten plaats. In dit lab worden onder meer kleine en grote mechanische experimenten en morstesten voor alternatieve brandstoffen uitgevoerd.

Als laboratoriumexperimenten niet volstaan, worden veldproeven uitgevoerd. Praktijktesten vormen een belangrijk onderdeel van ons werk en dienen als kwalificatietests voor apparatuur en als validatiegegevens voor numerieke simulaties.

Onderzoeksgebieden

  • Materiaalgedrag van staal en composieten
  • Numerieke modellering en z.g. progressive failure prediction van constructies
  • Mechanische laboratorium- en veldexperimenten onder extreme omstandigheden (cryogeen, schokken, explosief, corrosief)

Drie technologielijnen

NOS beschikt over drie technologielijnen waarin onze kernexpertise en -kennis zijn samengebracht. Hierdoor zijn we in staat expertise uit te wisselen tussen domeinen, ontwikkelingen te versnellen en de voordelen te maximaliseren, zowel voor maritieme als civiele maritieme & offshore toepassingen.

We combineren theoretische kennis met numerieke simulaties, laboratoriumexperimenten en veldexperimenten teneinde het beschermend vermogen van marineschepen, waaronder onderzeeërs, te evalueren en te verbeteren. Dankzij onze kennis van materialen en constructies onder hoge dynamische belastingen zijn we in staat de Nederlandse marine innovatieve oplossingen te bieden tegen bestaande en toekomstige bedreigingen.

Zo werken we aan de ontwikkeling van explosieschotten en beoordelen we de effecten van onderwaterexplosies om zo de veiligheid van marinepersoneel en de maatschappij te garanderen. Naast de rompstructuur zijn ook de boordsystemen, zoals radars, wapens, voortstuwing en communicatie, kwetsbaar. Met behulp van onze RESilience Simulation for Ship Targets (RESIST) tool beoordelen we de kwetsbaarheid van marineschepen. Deze activiteiten worden ondersteund door onze geavanceerde laboratoriumfaciliteiten.

Haar theoretische, numerieke en experimentele expertise stelt de NOS in staat essentiële informatie beschikbaar te stellen voor op risico's gebaseerde beoordelingen. We modelleren het bezwijkgedrag van metalen en composieten over een groot temperatuurbereik. Middels experimenten in onze TNO laboratoria (SD, DBL, LBR en CBRN labs) bestuderen we het effect van alternatieve brandstoffen zoals waterstof en methanol op materialen. Dit onderzoek draagt bij aan inzicht in de effecten van het gebruik van alternatieve brandstoffen op materiaalgedrag en constructieontwerp en levert input, bewijs en validatie voor onze modellen.

Ter uitvoering van levensduurbeoordelingen richten we ons op de vermoeiingslevensduur en structurele limieten van stalen en composietconstructies. We combineren onze theoretische en numerieke expertise op het gebied van o.a. breukmechanica, plasticiteit, dikke lijmverbindingen en andere bezwijkmechanismen met het uitvoeren van materiaal- en componententests in ons SD-laboratorium en het DBL. Op basis daarvan wordt de levensduur van duurzame energiestructuren, zoals offshore windbladen en zonne-energie op zee, beoordeeld.

Laat je inspireren

1396 resultaten, getoond 1 t/m 5

Tijdmakers in beeld: Wilfred Visser over data uit de ondergrond

Informatietype:
Insight
20 december 2024
Tijdmaker Wilfred Visser, software engineer bij TNO Geologische Dienst Nederland (TNO-GDN), brengt samen met 300 collega’s de ondergrond van Nederland in kaart.

De cruciale rol van de schietmeester bij kogelwerende bescherming

Informatietype:
Insight
20 december 2024

TU/e benoemt TNO’er Niek Doelman tot hoogleraar regeltechnologie voor optische golven

Informatietype:
Nieuws
18 december 2024

Veilig data delen in de zorg

Informatietype:
Insight
17 december 2024

Nederland bleef ook in 2023 veel zitten

Informatietype:
Nieuws
16 december 2024