Het doel van het PPS-project is om de fysische processen in termen van stroomsnelheden van boegschroeven in relatie tot ontgronding en deze kennis toepasbaar te maken voor nieuwe ontwerprichtlijnen voor bodembeschermingen. Dit doen we door een combinatie van in-situ metingen schaalmodelproeven en CFD berekeningen. In 2020 zijn er ware grootte proeven uitgevoerd naar de uitstroomsnelheden als gevolg van het gebruik van een boegschroef. In 2021 wordt het PPS budget gebruikt om deze dataset aan te vullen met schaalmodelproeven en CFD berekeningen. Op basis van de kennis die voortkomt uit de combinatie van de in-situ metingen schaalmodelproeven en CFD-berekeningen kunnen de nieuwe ontwerprichtlijnen worden ontwikkeld.

Ervaringen met het ontwerp van bodembeschermingen volgens de bestaande ontwerprichtlijn hebben laten zien dat de richtlijn resulteert in een zwaardere bodembescherming dan noodzakelijk. Daarom heeft RWS een roadmap opgezet die moet resulteren in een nieuwe ontwerprichtlijn zodat optimaal gebruik gemaakt wordt van financiële middelen en grondstoffen t.b.v. bodembescherming. Omdat het om veel en zwaar materiaal gaat en over grote transportafstanden levert dit kostenbesparingen en voordelen voor het milieu op. Het PPS-project richt zich op het onderzoek dat noodzakelijk is voor het opstellen van de nieuwe richtlijn. Het opstellen van de richtlijn zelf valt buiten het PPS-project en wordt opgepakt door de CROW en de reeds opgericht CROW-werkgroep

We gaan schaalmodelproeven in combinatie met CFD berekeningen uitvoeren. De situaties zoals gemeten in het veld kunnen dienen als basis van de te beschouwen situaties zodat een goede vergelijking gemaakt kan worden tussen full-scale modelschaal en numerieke resultaten. In de schaalmodellen (uitgevoerd door Deltares) kunnen we PIV (Particle Image Velocimetry) technieken gebruiken om het gehele stroomveld te meten zodat een goede validatie van de CFD berekeningen uitgevoerd kan worden. Dit maakt het uitvoeren van deze metingen een toevoeging op de eerder uitgevoerde schaalmodelproeven (in 2014). Naast stroomsnelheidmetingen doen we bollard pull metingen en wordt het koppel op de schroefas gemeten om de efficiency van de (model) schroef te kunnen vergelijken met de CFD resultaten en ware grootte. In de CFD berekeningen (uitgevoerd door MARIN) wordt allereerst geverifieerd ofde geproduceerde stuwkracht en het opgenomen vermogen overeenkomen met de gemeten waarden. Vervolgens worden de berekende in- en uitstroomsnelheden van de boegschroef en de drukken op de bodem vergeleken met de proeven.

Tot nu toe zijn er een aantal keren schaalmodelproeven en CFD berekeningen uitgevoerd naar de uitstroom snelheden en optredende drukken als gevolg van het gebruik van (boeg)schroeven. Er is aangetoond dat op diep water en zonder belemmeringen van kades of sluisdeuren de uitstroom van een schroef heel goed met CFD berekend kan worden en we de fysische processen voldoende begrijpen. Echter op ondiep water en in de buurt van een kade vinden we grote verschillen tussen de gemeten en berekende drukken en snelheden. Dit kan komen door demethode van modelleren maar ook door aflopende caviterende of niet-caviterende wervels. Om de 3D stroompatronen te meten in de schaalmodellen maken we gebruik van de innovatieve meetmethode PIV (Particle Image Velocimetry).Dergelijke metingen en onderzoek zijn nog nooit gedaan en daarom is dit onderzoek uniek.

Rapportage modelproeven (Deltares) & CFD berekeningen (MARIN)
- De resultaten worden gebruikt door de CROW om een nieuwe ontwerprichtlijn op te stellen. Deze richtlijn kan worden gebruikt door infrastructuurbeheerders (RWS, havenbedrijven) en aannemers om efficiëntere & duurzamere bodembescherming te ontwerpen en aan te leggen
- De reeds opgerichte CROW werkgroep schroefstralen (met afgevaardigden van infrastructuurbeheerders, aannemers en kennisinstellingen) d.m.v. werkgroepbijeenkomsten en opstellen richtlijn.

Gezamenlijke publicatie in vakblad of joural over modelproeven en CFD berekeningen.
- De waterbouwsector om de kennisbasis van bodembescherming verder te ontwikkelen
- Deltares en MARIN d.m.v. schrijven van publicatie in vakblad, journal of conference proceeding

Alle partijen krijgen alle resultaten van het Project ter beschikking. De resultaten van de samenwerking kunnen breed verspreid worden. Partijen kunnen over deze resultaten vrijelijk publiceren. De resultaten zullen volledig openbaar beschikbaar zijn, met uitzondering van ter beschikking gestelde achtergrondkennis.

De informatie over dit project wordt kenbaar gemaakt via de website van de TKI Deltatechnologie (projectbeschrijving) en de projectwiki van Deltares (projectvoortgang en resultaten).

Na de datum waarop deze Overeenkomst in werking is getreden, maar uiterlijk tot een jaar voor de beoogde datum waarop het Project zal zijn voltooid, kunnen ondernemers en/of onderzoeksinstellingen, die op het terrein van het relevante subsidieprogramma van het TKI werkzaam zijn alsnog als Partij toetreden. Een later toetredende Partij zal een nader overeen te komen bijdrage in kind en/of in cash moeten leveren die in redelijke verhouding staat tot zijn relatief aandeel in het Project na toetreding. De overige Partijen ontvangen vervolgens naar rato een terugbetaling en/ of gedeeltelijke vrijstellingen van hun nog te leveren bijdrage in kind, voor zover niet besloten wordt de bijdrage van de later toetredende Partij aan het projectbudget toe te voegen.