Schiffbau und Meerestechnik B. Eng.

Grundlagen Mathematik:

• Lineare Algebra: Mengen und Abbildungen, Vektorräume und Dimensionen, Matrizenrechnung, Determinanten, Lineare Gleichungssysteme.

Grundlagen Physik:

• Kinematik: Bewegungsgleichungen für die Translation
• Kinetik: Kraft, Newtonsche Axiome, Arbeit, Energie, Impuls
• Rotation: Kreisbewegung, Drehmoment, Drehimpuls

Statik:

• Statisch bestimmte Systeme
• Kräfte, Momente und Resultierende
• Freimachen, Gleichgewichtsbedingungen
• Auflagerreaktionen

Festigkeitslehre I:

• Spannungen, Verformungen und Stoffgesetze
• Innere Kräfte und Momente
• Flächenmomente

Im Teilmodul „Grundlagen Hydrostatik“ werden Kenntnisse für die Berechnung und Beurteilung der hydrostatischen Werte einer Schiffsform vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Schwimmfähigkeit (hydrostatische Kräfte und Momente, Gleichgewichtsbedingungen)
• Numerische Integration
• Kurvenblattrechnung theoretisch und praktisch unter Zuhilfenahme von Tabellenkalkulationsprogrammen
• Tankrechnung

Im Teilmodul „Grundlagen Hydrodynamik“ wird die Berechnung und Bewertung einfacher Strömungsprobleme vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Grundbegriffe der Strömungslehre
• Kontinuitätsgleichung
• Bernoulligleichung
• Einfluss der Zähigkeit
• Berechnung von Rohrströmungen
• Laborversuch zur Rohrströmung

Im Teilmodul „Darstellung der Schiffsform“ werden schiffbauliche Grundlagen sowie Methoden der Darstellung der Schiffsform vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Grundlegende Definitionen im Schiffbau
• Schiffssystemkomponenten
• Schiffstypen und - konzeption
• Darstellung und Gestaltung der Schiffsform
• Erstellung des Linienrisses

Im Teilmodul „Grundlagen Schiffsentwurf und Randbedingungen“ werden grundlegende Kenntnisse und Verfahrensweisen des Schiffsentwurfs vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Randbedingungen und Regelwerke für den Schiffsentwurf
• Auswertung vorliegender Vergleichsdaten und deren Anwendung
• Berechnung der Hauptparameter eines Schiffsentwurfs (1. Berechnungsstufe)
• Erstellen einer Generalplanskizze

Im Teilmodul „Einführung in Blue Sciences und Studienmanagement“ werden Lehrinhalte vermittelt:

• Übersicht zu den Inhalten und Anforderungen des Studiums

• Übersicht über Berufsfelder aus dem Bereich der „Blue Sciences“ und deren Chancen

• Beispiele aus der Berufspraxis „Blue Sciences“

• Einführung in mögliche Schwerpunktthemen aus dem Bereich „Blue Sciences“

• Lerntechniken, Selbstorganisation und Zeitmanagement

• Informationsbeschaffung sowie Nutzung und Bewertung von Informationen

• Gesprächsführung und Präsentationstechniken

Im Teilmodul „Grundlagen BWL“ werden auf theoretischer und praktischer Grundlage die folgenden Inhalte vermittelt:

• Betriebswirtschaftliche Grundbegriffe

• Rechtsformen von Unternehmen

• Betriebliche Funktionsbereiche

• Unternehmensführung und -ziele

• Der Standort von Unternehmen

• Aufbau- und Ablauforganisation

• Rechnungswesen / Jahresabschluss / Kostenrechnung

• Unternehmensplanung und Controlling

Mathematik I:

• Differentiation
• Unbestimmte und bestimmte Integrale
• Mehrfachintegrale
• Integrationsverfahren
• Anwendungen der Differential- und Integralrechnung

Physik I:

• Temperatur, Wärme und Wärmekapazität
• Hauptsätze der Thermodynamik
• Wärmetransport
   

Werkstofftechnik

• Kristallstruktur der Metalle
• Rekristallisation, Phasenübergänge,

Wärmebehandlung

• Werkstoffbezeichnungen/-normierungen
• Wärmebehandlung von Stählen
• Stähle im Schiffbau, nichtrostende Stähle
• Korrosionsschutz
• Zerstörungsfreie und zerstörenden Werkstoffprüfung
• Zugversuche und deren Auswertung
• Ermüdungsfestigkeit, Wöhlerdiagramme

Festigkeitslehre II:

• Biegelinie
• Torsion
• Festigkeitshypothesen
   

Im Teilmodul „Intaktstabilität“ werden auf theoretischer und praktischer Grundlage die Zusammenhänge und Größen zur
Berechnung und Beurteilung der Schwimmlage und der Sicherheit des intakten Schiffes sowie meerestechnischer Systeme gelehrt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Anfangsstabilität
• Neigungsstabilität
• Dynamische Stabilität
• Stabilitätsbilanzen
• Trimmrechnung
• Ladefallrechnung
• Stabilitätsunterlagen nach internationalen Vorschriften

Im Teilmodul „Schiffswiderstand“ werden auf theoretischer und praktischer Grundlage die Zusammenhänge und Größen zur Berechnung und Beurteilung des Schiffswiderstands gelehrt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Ähnlichkeitsgesetze
• Aufteilung des Schiffswiderstands
• Widerstandsprognose aus systematischen Serien
• Auswertung des Widerstandsversuchs
• Windwiderstand
• Flachwassereinfluss

Im Teilmodul „Entwurfsverfahren“ werden die grundlegenden Kenntnisse und Verfahrensweisen zur Erstellung eines
Schiffsentwurfs vertieft.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Einfluss der Randbedingungen und Regelwerke auf den Schiffsentwurf
• Vertiefende Verfahren zur Berechnung der Teilaspekte des Schiffsentwurfs
• Überprüfung der Berechnungen erster Abschätzungen der Hauptparameter
• Ausarbeitung einer Spezifikation

Im Teilmodul „Grundlagen Schiffskonstruktion “ werden die grundlegenden Kenntnisse und Verfahrensweisen zur
Erstellung eines Schiffsentwurfs vertieft.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Schiffsteile und Bezeichnungen, zeichnerische Darstellung der Schiffsstruktur, Konstruktive Grundlagen
• In der Schiffskonstruktion relevante Gesetze, Vorschriften, allg. Normen, Werftnormen u. Standards

Introduction to Information Technology

Introduction to Computer Systems:

• history of computers

•  survey of modern computer architecture (e.g.,

  structure, boolean algebra, arithmetic, processor, memory)

Introduction to Programming Techniques:
practical instruction in the use of a variety of programming languages in different data processing environments,e.g.:

• visual programming language (e.g., Scratch)
• compiled language (e.g. C#)
• interpreted language (e.g. Python)
• proprietary language (e.g. Matlab)

Mathematik II:

• Eigenwerte und Hauptachsentransformationen
• Potenzreihen
• Gewöhnliche Differenzialgleichungen

Physik II:

• Schwingungen
• Wellen

Festigkeitslehre III:

• Stabilität von Biegeträgern
• Ermittlung der Biegemomente, Querkräfte und Torsionsmomente für unterschiedliche Querschnittsformen und verschiedener Lastebenen
• Grundlagen der Elastizitätstheorie
• Formänderungsenergie
• Festigkeitshypothesen
• Kerbspannungen

Schiffsfestigkeit I:

• Verformung von statisch bestimmten Biegeträgern
  • Integrationsverfahren
  • Mohrsches Verfahren
• Statisch unbestimmte Biegeträger
  • Kreuzlinienabschnitte
  • Träger mit fester Einspannung und Teileinspannung
• Formänderungsarbeit - Prinzip der virtuellen Verschiebung

Im Teilmodul „Leckstabilität“ werden auf theoretischer und praktischer Grundlage die Zusammenhänge und Größen zur Berechnung und Beurteilung der Schwimmlage und der Sicherheit des beschädigten Schiffes bzw. meerestechn. Systems vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Leckrechnung nach den Methoden „fortfallender Auftrieb“ und „hinzukommendes Gewicht“
• Berechnung der flutbaren Längen
• Deterministische Leckrechnung
• Probabilistische Leckrechnung

Im Teilmodul „Schiffspropulsion“ werden auf theoretischer und praktischer Grundlage die Zusammenhänge und Größen
zur Berechnung und Beurteilung der Schiffspropulsion gelehrt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Überblick Propulsionsorgane und Propellergeometrie
• einfache Strahltheorie
• ideeller Wirkungsgrad und Schubbelastungsgrad
• Freifahrtversuch und Freifahrtdiagramm
• Wechselwirkung Schiff-Propeller
• Propellerauswahl mit systematischen Propellerserien
• Durchführung und Auswertung des Propulsionsversuches
• Kavitation
• Leistungsprognose

Im Teilmodul „Ausrüstung und Einrichtung“ werden die grundlegenden Kenntnisse und Verfahrensweisen zur Auswahl von schiffbaulichen Ausrüstungskomponenten sowie für die Einrichtung von Deckshäusern vermittelt

• Randbedingungen und Regelwerke für
  • die schiffbauliche Ausrüstung
  • Einrichtung von Deckhäusern
• Anker- und Verholeinrichtungen
• Rettungseinrichtungen
• Luken und Verschlüsse
• Einrichtung und Gestaltung des Deckshauses
• Integration der Elemente in den Generalplan

Im Teilmodul „Schiffskonstruktion I“ werden die grundlegenden Kenntnisse und Verfahrensweisen zur Erstellung eines Schiffsentwurfs vertieft:

• Außenhautkonstruktionen
• Bodenkonstruktion
• Knieblech- und Profilverbindungen
• tragende Deckskonstruktionen
• Quer- und Längsspantbauweise
• Wasserdichte Schotte, Querschottkonstruktionen
• Tankschotte und Tankverbände
• Eisverstärkung
• Konstruktionsdetails

Digital Product Design

Course contents for “Design Methods”

• Design in a technical context

• Design principles and strategies

  o Historicaloverview o Aesthetics

• Analysis and acknowledgement of problems

• Responsibility for society and environment

• Holistic Design, Product Life-cycle management

   

Course contents for “3D-Design”

• Principles of modelling

• 2d-modelling vs. 3d-modelling

• Data structure and data handling

• Principles of interfaces

• Parametric modelling

• Digital twin, digital mock-up

• Virtual reality

• Overview of commercial software

• Application example

Im Modul „Grundlagen Schiffsmaschinenanlagen“ werden schiffsmaschinenbauliche Grundlagen sowie Methoden der Maschinenraumauslegung vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

•  Komponenten von Schiffsantriebsanlagen (Leistungserzeuger, Leistungsübertragungsanlagen) und Antriebskonzepte (mechanisch, elektrisch, hybrid)

• Positionierung der Schiffsantriebsanlage im Schiff

• Hilfssysteme der Antriebsanlage (z.B. Brennstoff-,Schmieröl-, Kühlwassersysteme)

• Weitere Hilfssysteme (z.B. Hydraulik, Frischwasser, Abwasser, Klima-/Lüftung)

• Grundlagen Schiffselektrotechnik (z.B. E-Bilanz, E-Erzeuger, Verbraucher, Verteilung)

• Randbedingungen der Auslegung

• Umweltrelevanz von Schiffsantriebsanlagen

Teilmdodul „Schiffsfestigkeit II“:

• Scheibentragwerke
  • Querkraftdeformation
  • Mittragende Plattenbreite
• Statisch unbestimmte Systeme von Biegeträgern
  • Kraftgrößenverfahren
  • Formänderungsgrößenverfahren

Teilmdodul „Grundlagen Finite Elemente Methode“:

• Grundlagen numerischer Verfahren zur Strukturanalyse
• Einführung in das Rechnen mit Finiten Elementen
• Anwendung des Verfahrens auf bekannte Problemstellungen der Festigkeitslehre mit einem FEA- Programm
• Idealisierung, Modellaufbau und Berechnung schiffbaulicher Strukturen auf Basis von Konstruktionszeichnungen

Im „Projektentwurf“ werden Methoden und Fertigkeiten zur Ausarbeitung eines Schiffsentwurfs nach ersten Abschätzungen entwickelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Berechnung, Ausarbeitung und Abstimmung eines Schiffsentwurfes mittels topologischer Modellierungsansätze in den Bereichen
  • Stabilität
  • Hydromechanik
  • Hydrodynamik
• unter Berücksichtigung konstruktiver Einflüsse.

Grundlagen Meerestechnik:

• Überblick über Typen meerestechnischer Konstruktionen
• Lineare Wellentheorie
• Kräfte auf hydrodynamisch transparente Strukturen
• Morison-Gleichung
• Bewegungsverhalten Boje
• Bewegungsverhalten Halbtaucher
• Übertragungsfunktion Tauchen
• Einführung in die Darstellung des natürlichen Seegangs
• Antwortspektren

Schiffskonstruktion II:

• Globale und lokale Belastungen
• Werkstoffe in der Schiffsstruktur und in meerestechnischen Bauwerke
• Schweißverbindungen/Konstruktionen
• Konstruktion der Längsverbände/Längsfestigkeit
• Konstruktion der Querverbände/Querfestigkeit
• Gekoppelte Längs- und Querverbände

BWL und Recht

Im Teilmodul „BWL“ werden auf theoretischer und praktischer Grundlage betriebswirtschaftliche Grundlagen vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Betriebswirtschaftliche Grundbegriffe
• Rechtsformen von Unternehmen
• Betriebliche Funktionsbereiche
• Unternehmensführung und -ziele
• Der Standort von Unternehmen
• Aufbau- und Ablauforganisation
• Rechnungswesen / Jahresabschluss / Kostenrechnung
• Unternehmensplanung und Controlling

Im Teilmodul „Recht“ werden Grundlagen der Rechtswissenschaften in Bezug auf betriebliche Angelegenheiten vermittelt. Hierzu gehören folgende Themen:

• Rechtswissenschaftliche Grundbegriffe
• Grundlagen des öffentlichen und privaten Wirtschaftsrechts
• Vertragsrecht (Zustandekommen von Verträgen, Vertragsverletzungen, wichtige Vertragsarten)
• Handelsrecht (Kaufmannsbegriff / Gewerbebegriff /Handelsregister / Firma / Stellvertretung des Kaufmanns / Handelsgeschäfte)
• Insolvenzrecht
• Arbeitsrecht
• Exkurs: Europäisches Wirtschaftsrecht

Das Modul Praxissemestervorbereitung dient als Vorbereitungsmodul zur Durchführung des Praxissemesters.

Im Teilmodul „Projektmanagement“ werden theoretische und praktische Grundlagen des Projektmanagements vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Einführung in das Projektmanagement
• Projektlebenszyklus sowie relevante Projektmanagementaktivitäten
• Methoden des Projektmanagements (u.a. Projektstrukturplan, Projektablaufplan, Projekthandbuch, Informationsmanagement)
• Differenzierung interne Projekte / Kundenprojekte
• Generelle Aufgaben / projektbegleitende Aufgaben
• Projektstrukturen, Projektteams, Aufgabenverteilung
• Risikomanagement

Im Teilmodul „Fertigungstechnik“ werden die Abläufe in der Stahlfertigung auf einer Werft gelehrt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Stahlfertigung im Schiffbau (Einzelteile, Untergruppen, Baugruppen, Sektionen zu Blockmodulen)
• Produktionsabläufe im Schiffbau (Fertigungsabläufe aller Bauteile, Terminpläne auf der Werft produzierter Stahlbauteile, Bestell- und Montagepläne der Zulieferteile( z.B. Motoren))
• Anwendung an ausgewählten Beispielen (Ermitteln von günstigen Durchlaufstrategien, Anfertigung von Ablaufplänen für ausgewählte Montagegruppen, Einsatz von Planungsprogrammen…)
• Genaufertigung im Stahlschiffbau unter Beachtung von Schweißfolgen und Zugaben

Bei Wahl der internationalen Ausrichtung des Studiengangs wird das Praxissemester im Ausland absolviert. 

In den Praxismodulen werden die Studierenden in ihrem künftigen Berufsfeld möglichst selbständig tätig. Auf der Basis der im Studienverlauf erworbenen Kenntnisse und Kompetenzen bearbeiten sie die ihnen übertragenen ingenieurmäßigen Aufgaben. Diese werden von einer zugeteilten Betreuer:in des Praxisbetriebes gestellt und unter betrieblichen Bedingungen erledigt.
Den Studierenden wird eine Hochschullehrer:in als betreuende Mentor:in zugeteilt. Diese besucht die Studierenden mindestens einmal am Arbeitsplatz.

Teilmodul „Statistik“:

• Verteilungen und Kenngrößen
• Schätzungen von Grundgesamtheiten aus Stichproben
• Korrelation und Regression
• Messunsicherheit

Teilmodul „Schiffsbetriebsfestigkeit I“:

• Einleitung Begriffsbestimmungen
• Schwingfestigkeit
• Einflussgrößen zur Schwingfestigkeit
• Betriebsfestigkeit
• Beanspruchungslasten und –arten
• Zählverfahren Spannungsarten/Spannungsanalyse
• Rechnerische Lebensdauervorhersage
• Schadenshypothesen
• Vorschriften

Teilmodul „Schiffsfestigkeit III“:

• Biegeträger auf elastischer Bettung
• Trägerroste
• Biegung isotroper und orthotroper Platten
• Stabilität von geraden Biegeträgern
• Stabilität isotroper und orthotroper Plattenbauteile
• Berechnung der Schnittgrößen und Dimensionierung von Trägerrostkonstruktionen
• Berechnung von Spannungen schiffbaulicher Plattenbauwerke (Plattenfelder, Deck- und Bodenstrukturen)
• Ermittlung und Beurteilung des Beulverhaltens schiffbaulicher Strukturen

Teilmodul „Schiffsvibrationen“:

• Einleitung und Grundlagen für Schwingungen an Bord von Schiffen
• Erregerfrequenzen und Erregerkräfte
• Schwingungen von Systemen mit diskreten Massen
• Schwingungen von Systemen mit verteilten Massen
• Mitschwingende Zusatzmassen
• Berechnung von Eigenfrequenzen von Biegeträgern mit diskreten und verteilten Massen für unterschiedliche Lastfälle
• Berücksichtigung der mitschwingenden Zusatzmassen für den Biegeträger
• Ermittlung der Eigenfrequenzen für isotrope Plattenfelder
• Schwingungsanalyse für Deckstrukturen für bestimmte Erregerfrequenzen
• Eigenfrequenzermittlung für Trägersysteme
• Eigenfrequenzermittlung für orthotrope Plattenfelder

Spezielle Kapitel der Schiffsstabilität:

• Stabilitätsbilanz: aufrichtende Momente, krängende Momente durch z.B. übergehende Schüttgutladung, Kranlasten, Eisansatz, Wasser an Deck, usw.
• Experimentelle Stabilitätsbestimmung (Krängungsversuch, Rollzeitversuch)
• Stabilitätsbeanspruchungen durch Schiff auf Grund und Dockvorgänge
• Stapellaufrechnung

Computational Fluid Dynamics (CFD):

• Allgemeine 3D-Strömungsgleichungen
• Grundlagen Potentialtheorie
• Panel-Verfahren
• Programmsystem Shipflow
• Interaktive Verbesserung der Schiffsform

Vertiefung Meerestechnik:

• Seegangslasten für kompakte Strukturen
• Einführung in die Anwendung numerischer Berechnungsverfahren (SESAM)
• Offshore Windenergieanlagen – Auslegung und Errichtung
• Wellenenergie

Schiffskonstruktion III:

• Deckkonstruktionen
• Hinter- und Vorschiffkonstruktion
• Konstruktion im Maschinenraumbereich
• Ruderkonstruktionen
• Deckhäuser und Aufbauten
• Spezielle Konstruktionselemente

Auswahl zwischen folgenden Modulen:

• Yachtentwurf I
• Schiffssystemtechnik
• 3D‐Konstruktion
   

Der Studiengang bietet alternativ im 5. und 6. Semester die Möglichkeit der internationalen Ausrichtung.

Dieses Modul beinhaltet folgende Themen:

Informationserwerb und Austauschs über und mit Ländern und Kulturen (mögl. Ziele für das Auslandsjahr), aber auch über Studium im Ausland im Rahmen von Diskussionen mit Studierenden, die das Auslandsjahr absolviert haben; Diskussion mit externen Gesprächspartnern (z.B. Vertretern der Partnerhochschulen).

Präsentation der gewonnenen Erfahrungen im Auslandsjahr hinsichtlich: organisatorischer Aspekte (Finanzierung, Wahl der Hochschule und Lebenshaltung), Studienangebot (Qualität, Anspruch, Inhalte), Leben vor Ort und Fazit.

Abschließend werden die relevanten Informationen durch die Studierenden in eine Datenbank eingepflegt und so den nachfolgenden Semestern verfügbar gemacht.
 

Der Studiengang bietet alternativ im 5. und 6. Semester die Möglichkeit der internationalen Ausrichtung.

Dieses Modul beinhaltet folgende Inhalte:

Abhängig von den gewählten Modulen an der Gasthochschule

Gemäß eigener Auswahl und nach individueller Abstimmung mit der:dem Auslandsbeauftragte:n des Studiengangs sind
folgende Themenfelder für die Modulauswahl möglich (nicht abschließende, beispielhafte Aufzählung):

• Schiffsentwurf
• Schiffstheorie und Schiffssicherheit
• Schiffskonstruktion und Festigkeitsanalyse
• Meerestechnik
• Einrichtung und Ausrüstung
• Schiffsmaschinenbau und Systemtechnik
• Ingenieurwissenschaften
• Betriebswirtschaftslehre

Das Modul „Wissenschaftliches Arbeiten“ beinhaltet die folgende Themengebiete:

• Durchführung von Recherchen
• Wissenschaftliches Erarbeiten besonderer Themengebiete
• Formulierung von Problemstellungen
• Strukturierung der Bearbeitung einer wissenschaftlichen Arbeit
• Methodenauswahl

Die konkreten Lehrinhalte der Bachelor Thesis ergeben sich aus der von den Studierenden gewählten Themenstellung aus dem Fachgebiet Schiffbau und Meerestechnik.

Im Modul „Grundlagen der Angewandten Optimierung“ werden Grundlagen der Optimierung und der Anwendung im Schiffsentwurf vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Methoden der angewandten Optimierung
• Lineare und nichtlineare Optimierung
• Numerische Optimierung
• Bewertung von optimalen Ergebnissen

Im Modul „Operations Research“ werden Methoden zur Auslegung eines optimalen Schiffsentwurfs vermittelt.

Hierzu gehören folgende Themen:

• Operations Research
• Formulieren eines Optimierungsmodells
• Anwenden der Optimierungsmethoden für den Schiffsentwurf
• Sensitivitätsstudien

Auswahl aus folgenden Modulen:

• Yachtentwurf II
• Sicherheit des Schiffes
• Numerische Mathematik