Estudio hidrodinámico por CFD del casco de una lancha motora

Abstract

Esta tesis expone un estudio detallado de la preparación, ejecución y análisis de los resultados obtenidos en una serie de simulaciones por CFD del comportamiento en la interacción casco-fluido de una embarcación de pre planeo, proporcionando una posible validación hidrodinámica fuera de las pruebas experimentales, así como una guía para simulaciones similares futuras de carácter académico, o una herramienta de consulta para otros campos. Esta embarcación es la Lady, construida en los años setenta y recuperada para realizar pruebas de eficiencia energética dentro de los límites del puerto. El objeto principal de trabajo ha sido seis simulaciones con diferentes velocidades y líneas de flotación de modo que se pueda adquirir un estudio lo bastante completo. El autor ha desarrollado el objeto planteado en la generación de un modelo en 3D representando el casco desnudo de la Lady, cubriéndolo de un dominio para que el fluido pueda simularse juntamente con la imposición de unas condiciones en sus bordes y fronteras. Se ha realizado un mallado de suficiente calidad para capturar el efecto del fluido en las proximidades del casco, seguido de un set up en el software de simulación numérica. Debido a las limitaciones de velocidad del puerto los números de Froude empleados han sido bajos comparados con las altas velocidades más características para este tipo de embarcación. Los promedios de nº de Reynolds en toda la superficie mojada para todos los casos planteados han sido mayores del orden de 10+7 por lo que ya se prevé un flujo turbulento en la mayoría de la región ocupada por el casco. La selección de un modelado de turbulencia adecuado ha tenido un gran peso en la preparación del problema. Los resultados obtenidos han tenido que ser analizado y debidamente interpretados para entender sus funciones en las leyes de la física, y de esta manera sacar unas conclusiones apropiadas. El presente trabajo corrobora la enorme capacidad de simular los efectos físicos reales a efectos prácticos que tiene la ciencia de la dinámica de fluidos computacional para aplicaciones de la ingeniería de fluidos.