Estimativa do fator de forma e da resistência ao avanço de embarcações através da dinâmica dos fluidos computacional.

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Araujo, Marcos Felipe Bettini Pereira de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: CFD; Correlation lines; Double-model; Fator de forma; Form factor; Froude; Linhas de correlação; Padrão de ondas; Resistance; Resistência ao avanço; Wave pattern
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-14122014-124538/

Este trabalho discute o efeito da escala na obtenção do fator de forma de embarcações e avalia a estimativa de resistência ao avanço e o padrão de ondas gerado pelo movimento relativo entre o fluido e o casco, através de análises computacionais. A estimativa adequada do fator de forma é importante para a determinação da resistência do casco na escala real, possibilitando o dimensionamento do sistema propulsivo, isto é, motor e hélice. Tradicionalmente o valor do fator de forma é obtido experimentalmente através de ensaios de reboque de modelos em escala reduzida. Observa-se na maioria dos laboratórios, que durante os testes o valor do fator de forma é adotado como constante, independentemente de Froude e Reynolds, conforme proposto de ITTC. É apresentada uma alternativa computacional para a determinação do fator de forma. Para tal, utiliza-se a metodologia double-model nas simulações relativas ao casco adotado, em que se obtém os coeficientes de resistência viscosa, enquanto que as linhas de correlação da ITTC\'57, Grigson e Schoenherr, além das simulações de arrasto de placas planas, calculam os coeficientes de resistência friccional. Da relação entre os coeficientes viscosos e friccionais encontra-se a tendência do fator de forma em função do número de Reynolds, considerando Froude constante. Os valores de resistência ao avanço obtidos nas simulações são comparados com os dados experimentais disponibilizados, assim como o padrão de ondas gerado, exemplificando como as ferramentas computacionais podem ser aplicadas de maneira vantajosa, uma vez que os resultados numéricos trazem boas correspondências com aqueles obtidos em tanques de provas e são obtidos mais rapidamente com menor custo. Também são apresentadas, brevemente, algumas descrições matemáticas que são utilizadas no método dos volumes finitos.