Metodologia para obtenção da resistência ao avanço viscosa de uma embarcação da Série 60 utilizando CFD (OpenFOAM)

Abstract

Motivado pela popularização das ferramentas de análise baseadas na mecânica dos fluidos computacional, apresenta-se o desenvolvimento de um modelo numérico especificamente construído para determinar a resistência ao avanço viscosa de uma embarcação mercante que navega a velocidade constante. A metodologia proposta utiliza a ferramenta gratuita e de código aberto, OpenFOAM, e foi concebida para ser executada em computadores de médio porte, disponíveis para a grande maioria dos pesquisadores, arquitetos e projetistas navais. A verificação consistiu em diversas análises paramétricas que buscam quantificar a influência dos diversos parâmetros do modelo numérico na qualidade da resposta e no custo computacional da simulação. Por outro lado, a validação foi realizada comparando-se os resultados obtidos com os dados experimentais da Série 60. A metodologia desenvolvida foi empregada na análise do modelo 4212W da Série 60, o qual foi analisado para velocidades variando entre os números de Froude de 0,15 e 0,36. Os resultados mostraram diferenças inferiores a 3% para todo o espectro de velocidades analisado.

Motivated by the popularization of analysis tools based on the computational fluid mechanics, it presents the development of numerical model built specifically to determinate the viscous drag resistance of a merchant ship that navigates on constant velocity. The proposed methodology utilizes an open code free tool, OpenFOAM, and it was conceived to be executed by average capacity computers, available to most of the naval researchers, architects and designers. The verification was based on diverse parametrical analysis that seek to quantify the influence of the various numerical model parameters regarding the response speed and the simulation computational cost. On the other hand, the validation was realized by comparing the obtained results with the Serie 60 experimental data. The developed methodology was spent on the 4212W model analysis of Serie 60, which was analysed for speeds variating between the Froude numbers of 0,15 and 0,36. The results have shown differences inferior to 3% for the entire specter of analysed speeds.