Avaliação numérica e experimental em Tanque de Reboque do ruído hidrodinâmico de um propulsor de submarino.

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Pegoraro, Bruno
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Acoustic analogy; Analogia acústica; Computational fluid dynamics; Dinâmica dos fluidos computacional; Experimental acoustic measurement; Hélice de submarino; Medição acústica experimental; Submarine propeller; Tanque de provas de reboque; Towing tank
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-18082025-093212/

A discrição acústica é crucial para a sobrevivência e eficácia operacional de submarinos. Entre os diversos tipos de ruído que podem ser emitidos, o ruído hidrodinâmico relaciona-se diretamente à operação do propulsor e à forma do casco e seus apêndices. Este trabalho discorre sobre a validação experimental de um método numérico para avaliar a emissão de ruído hidrodinâmico de um propulsor (MOD5) operando na popa de um modelo de submarino de geometria simplificada. O método utiliza CFD para simular o escoamento e desempenho do propulsor, combinado com a aplicação da analogia acústica de Ffowcs Williams-Hawkings para o cálculo de propagação das ondas acústicas. Em um primeiro momento, é realizada a simulação de um propulsor convencional (INSEAN E779A) em água aberta. Os resultados de empuxo e torque do propulsor, além da pressão acústica calculada em diferentes pontos do escoamento através da analogia acústica, são comparados com outros resultados numéricos disponíveis na literatura, mostrando boa aderência com os mesmos. Em seguida, é planejado e desenvolvido um ensaio experimental para medição acústica do MOD5 em tanque de provas. São realizados ensaios em três posições diferentes do hidrofone com relação ao propulsor. Devido ao alto nível de ruído de fundo, a primeira frequência de passagem das pás pôde ser obtida experimentalmente apenas para duas dessas posições. A pressão acústica calculada numericamente, por sua vez, mostra boa aderência com os valores experimentais. Por fim, empuxo e torque também foram medidos. O empuxo mostrou boa aderência com valor experimental, enquanto o torque é sobrestimado.