Efeitos da navegação em calado restrito de uma embarcação de alto desempenho

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Barreiros, Juliana Patricia Esquivel Pérez
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
• Palavras-chave em Português: CFD; Águas rasas; Ondas de Kelvi; Engenharia oceânica; Diretoria-Geral do Material da Marinha (DGMM)
• Link de acesso: https://repositorio.marinha.mil.br/handle/ripcmb/848022

A navegação em águas rasas impõe desafios hidrodinâmicos significativos ao desempenho e à segurança de embarcações de alto desempenho, como lanchas de patrulha e veículos de superfície não tripulados. A interação entre o casco e o fundo, e o sistema de ondas gerado, altera parâmetros como resistência ao avanço, trim e afundamento. Este trabalho analisou, por meio de simulação numérica, os efeitos da profundidade limitada sobre o comportamento de um casco de planeio, utilizando a embarcação-tipo Generic Prismatic Planing Hull (GPPH) como modelo de estudo. Empregou-se o método de Savitsky para estimativas empíricas e comparação com o software STAR-CCM+ para a solução das equações de Navier–Stokes via CFD, com abordagem RANS, modelo de turbulência k–ε, técnica Volume of Fluid (VOF) e malha overset. As simulações foram conduzidas para profundidades de 10 m, 5 m, 2,5 m e 1,0 m, mantendo a velocidade a 3,88 m/s. Os resultados indicaram variações moderadas de afundamento e trim, e comportamento não linear da resistência (leve aumento em profundidades intermediárias e redução quando a relação número de Froude em função da profundidade (Fh) ultrapassa o regime crítico). A comparação entre os métodos de Savitsky e CFD apresentou boa concordância, com diferenças inferiores a 4% na resistência total e 1% no trim. Além disso, foi notada redução do ângulo aparente de Kelvin, em relação às ondas formadas em regime abaixo do supercrítico. Os resultados confirmam que, em regimes supercríticos, embarcações de planeio tendem a apresentar redução de resistência em águas rasas, evidenciando a necessidade de considerar tais efeitos na fase de projeto e nas normas de operação em calado restrito.