Riassunto analitico
Il settore navale è stato, e rimane tutt’ora, una delle applicazioni che più ha usufruito dei vantaggi della fluidodinamica computazionale; ciò deriva dalla necessità di enormi vasche di prova per le imbarcazioni che risultano essere l'alter ego delle più "famose" gallerie del vento utilizzate in ambito automotive. Proprio a causa delle dimensioni, spesso non è possibile effettuare prove su modelli a grandezza reale facendo emergere la problematica della scalabilità dei risultati. Numerosi sono gli aspetti studiati per via numerica, come la resistenza al moto, la dinamica dell’imbarcazione in condizioni di manovra o accelerazioni, riducendo così notevolmente i costi. Nel presente elaborato, si ricercano le azioni fluidodinamiche agenti su uno scafo soggetto a moto ondoso, al fine di valutarne le prestazioni. Lo studio sarà suddiviso in due macro fasi principali. Si procede inizialmente allo studio di casistiche semplici, con l’obbiettivo di acquisire sensibilità e dimestichezza nei confronti della variazione dei fattori di controllo e analisi prestazionale. Questi casi in esame saranno perciò caratterizzati da corpi relativamente piccoli, velocità variabili in un ampio range e geometrie poco complesse, garantendo la possibilità di effettuare un elevato numero di simulazioni di sensibilizzazione. Saranno considerate le prove sperimentali presenti in letteratura, come riferimento per la verifica e critica dei risultati. La seconda parte dell’elaborato sarà rivolta allo studio di uno scafo reale, utilizzando i concetti chiarificati nella prima fase, per effettuare valutazioni prestazionali. L'obbiettivo è quello di sviluppare ed affinare l'approccio ai problemi fluidodinamici, analizzando i differenti casi attraverso variazioni delle mesh, modelli fisici e numerici, considerando i molteplici parametri funzionali per studiare correlazioni e considerazioni ingegneristiche.
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Abstract
The naval sector has been, and still remains, one of the applications that has benefited most from the advantages of computational fluid dynamics. This derives from the need for huge test tanks for boats which are the alter ego of the most "famous" wind tunnels used in the automotive field. Precisely because of the size, it is often not possible to carry out tests on full-size models, bringing out the problem of scalability of the results. Numerous aspects have been studied numerically, such as resistance to motion, the dynamics of the boat in maneuvering or acceleration conditions, thus significantly reducing costs. In this paper, the fluid dynamics actions on a hull subject to wave motion is investigated, in order to evaluate its performance. The study is divided into two main macro steps. The study of simple case is initially performed, with the aim of acquiring sensitivity with the variation of the control and performance parameters. These cases is therefore be characterized by relatively small bodies, variable speeds over a wide range and simple geometries, guaranteeing the possibility of carrying out a large number of sensitivities simulations. The experimental tests present in the literature is considered as reference for the validation of results. The second part of the paper is focused on the study of a real hull, using the concepts clarified in the first step, to carry out performance assessments. The goal is to develop the approach to fluid dynamics problems, analyzing the different cases through mesh, physical and numerical models variations, considering the multiple functional parameters to study correlations and engineering considerations.
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