Resumen

La estabilidad de una embarcación de alta velocidad es una cuestión esencial, y el porpoising es una de las inestabilidades más críticas que pueden producirse en algunos cascos planeadores debido a un diseño inadecuado. En este artículo se estudia el fenómeno del porpoising y la variación de la posición del escalón para reducir la resistencia mediante métodos experimentales y numéricos. Los modelos investigados incluyen un modelo de escalón único y un modelo sin escalón con la misma forma general, pero con diferente ubicación del escalón. El modelo sin escalón ya se ha probado anteriormente, pero en el presente estudio se examina el modelo de escalón único. El modelo sin escalón se desploma a una velocidad de 8 m/s, pero el modelo de escalón único se mantiene estable a la misma velocidad. Se realiza un análisis CFD tridimensional utilizando el método de volúmenes finitos (FVM). Por el contrario, el esquema de volumen de fluido (VOF) se utiliza para el modelado de superficie libre, y la técnica de malla overset se implementa dentro del software StarCCM. Los resultados CFD de la resistencia hidrodinámica total y el ángulo de trimado dinámico se comparan con los datos experimentales. Los resultados numéricos concuerdan con los datos experimentales. Posteriormente, se simulan diez modelos escalonados diferentes para examinar sus efectos. La distancia longitudinal entre escalones y la popa de estos modelos están en el rango del 19 al 50 por ciento de la longitud de los modelos. Los resultados obtenidos muestran que a medida que los escalones se sitúan más lejos que la popa, los modelos se vuelven más estables, y la resistencia aumenta debido a la reducción del trimado. Finalmente, se extrae la ubicación óptima del escalón con el objetivo de minimizar la resistencia mediante el método de diseño de experimentos (DOE). Basándose en el método DOE, se observa que la sensibilidad del valor de resistencia a la ubicación del escalón es mayor que la velocidad.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:modelo no escalonado, modelo escalonado, modelos, datos experimentales, ubicación escalonada, diferente ubicación escalonada, análisis cfd dimensional, ángulo de trimado dinámico, método de volumen finito, modelado de superficie libre
• Keywords:nonstep model, step model, models, experimental data, step location, different step location, dimensional cfd analysis, dynamic trim angle, finite volume method, free surface modeling