Advances in the development of a FEM model for evaluation of a Surface-Effect Ship (SES) including skirt dynamics

Abstract

El “Innovative Naval Prototype Transformable Craft” (T-Craft) es un nuevo concepto de buque desarrollado por la marina de los Estados Unidos de América para la conexión de una base en alta mar con tierra. El TCraft puede operar en múltiple modos, usándose para conectar una base intermedia de soporte con la principal, y luego ser utilizado como conexión de alta velocidad con la costa, transportando vehículos y otros equipos y carga pesada hasta la playa. El T-Craft se ha concebido como un buque de efecto superficie (Surface-Effect Ship, SES) con un colchón de aire activo entre dos cascos rígidos, que permite al buque operar a desplazamiento completo, con soporte parcial del colchón o con el colchón plenamente activo. Este artículo presenta el trabajo reciente de los autores en el desarrollo de un modelo de evaluación del comportamiento en la mar y la maniobrabilidad del T-Craft, incluyendo la interacción del faldón. Este modelo está basado en la resolución de las ecuaciones de flujo potencial en el dominio del tiempo, mediante el método de los elementos finitos, integrando la superficie libre a lo largo de las líneas de corriente. Este artículo revisa el algoritmo de interacción fluido estructura desarrollado para la simulación de la compleja dinámica de los sellos, en la interfaz entre el colchón de aire y el agua. El algoritmo se basa, por una parte, en un algoritmo explícito alternado que permite la comunicación entre los solvers fluido-dinámico y estructural mediante TCP-IP sockets, intercambiando fuerzas de presión y desplazamientos en los sellos durante la ejecución, y por otra parte, en un innovador esquema de secado-mojado que permite predecir la interacción del agua con los sellos. Se incluyen varios casos de aplicación de la metodología desarrollada sobre el modelo l XR-1B.