Estudio y optimización de una carena mediante CFD

Abstract

El objetivo de este proyecto es tener una primera toma de contacto con la utilización de un código de ordenador que emplea el Método de los Elementos Finitos como herramienta de cálculo (Tdyn), y comprobar la viabilidad y posible optimización que puede tener la modificación de la carena de un barco a motor en la zona de popa, que originalmente no dispone de un flap, mediante el acople de un flap. Mediante el acople del flap se pretende una disminución de la resistencia de remolque, y que por tanto con la misma potencia motora el barco sea capaz de alcanzar una mayor velocidad. Como se comprobará en los resultados, se alcanza la optimización, la resistencia de remolque es mayor con la forma de la carena original que con el modelo flap. Se tratará de establecer el alcance y utilización de las herramientas de mecánica de fluidos computacional (en inglés, Computational Fluid Dynamics) que actualmente están en continuo desarrollo y que se emplean en otros campos. Los resultados obtenidos se dividen en distribución de presiones y velocidades a lo largo del casco (Teorema de Bernoulli), elevaciones de la ola en diferentes cortes, visualización de líneas de corriente, fuerzas y momentos calculados según Tdyn. La estructura de este proyecto se ha realizado de la siguiente manera:  Filosofía básica de los CFD: introducción a los CFD (Computational Fluid Dynamics)  Ecuaciones que gobiernan la dinámica de fluidos: aspectos teóricos de la mecánica de fluidos.  Aspectos de los cálculos de los CFD con paquetes comerciales  Diseño hidrodinámico de un stern flap y modelización de la ola generada en popa: aspectos teóricos de un flap y de la modelización en popa  Viabilidad de un caso práctico: estudio de una carena que originalmente no dispone de un flap y a la cual le acoplamos un flap.  Visualización y comentario de resultados: visualización, estudio y comparación de los resultados obtenidos.