Determinación de coeficientes resistivos para buques de la “Serie 60” utilizando fluidodinámica computacional

Abstract

El modelado computacional del comportamiento de un buque en el mar requiere capturar con precisión complejos fenómenos como los de superficie libre, formación de capa límite, predicción del flujo viscoso turbulento, formación de vórtices, interacción fluido-estructura, cavitación, entre otros. El objetivo del presente trabajo es validar una técnica para el modelado de la superficie libre para casos tridimensionales y estimación de efectos de arrastre, aplicable a posteriores trabajos de optimización de formas de cascos. En este trabajo se toma el casco W4210, perteneciente a la "Serie 60" y se calculan los coeficientes de arrastre utilizando las formulaciones de volúmenes finitos, mediante el software ANSYS Fluent, para resolver las ecuaciones de gobierno (Navier-Stokes) y de transporte de superficie libre. Para la generación geométrica se utiliza modelado paramétrico con scripts de Python mediante la plataforma GNU Salome. Los resultados obtenidos son consistentes con los resultados experimentales.The computational modeling of the behavior of a ship in the sea requires to accurately capture complex phenomena such as those of free surface, formation of boundary layer, prediction of viscous turbulent flow, formation of vortices, fluid-structure interaction, cavitation, among others. The objective of the present work is to validate a technique for the modeling of the free surface for three-dimensional cases and estimation of drag effects, applicable to subsequent optimization of hull shapes. In this work the hull W4210 is taken, belonging to the "Series 60" and the drag coefficients are calculated using the finite volume formulations, using ANSYS Fluent software, to solve the government equations (Navier- Stokes) and free surface transport. Geometric generation uses parametric modeling with Python scripts using the GNU Salome platform. The results obtained are consistent with the experimental results.