Riassunto analitico
Questo report fa parte di un progetto che studia l’aerodinamica delle vele in andature portanti. È stato sviluppato un modello RANS usando il solutore Fluent 15.0 ed è stato convalidato con i risultati di esperimenti eseguiti in galleria del vento con un modello 1/15 di un classe AC33. Un confronto è stato fatto tra i dati sperimentali e CFD per un angolo apparente di 60°. È stata studiata l’influenza del settaggio della randa di ± 1° sul flusso attorno allo spinnaker. Sono stati studiati una serie di modelli di turbolenza, tra cui SST, k-ω standard, k-ε standard e k-ε RNG. È stato fatto un test sulla robustezza degli schemi di risoluzione: il segregato SIMPLEC e il completamente accoppiato. Sono state fatte simulazioni per un range di angoli di vento apparente da 55° a 65°. I risultati si concentrano soprattutto sul flusso nella parte sottovento dello spinnaker, caratterizzata da un complesso flusso tri-dimensionale. Generalmente c’è una buona corrispondenza tra esperimenti e CFD quando il flusso è attaccato alla vela, meno quando c’è separazione. Si consigliano studi più approfonditi utilizzando modelli CFD più sofisticati come le simulazioni LES.
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Abstract
This report is part of a project studying the aerodynamics of downwind sails. A RANS model has been developed using the Fluent 15.0 solver, and validated against wind tunnel experiments of a 1/15th scale rigid sail model of an AC33 class.
Comparison has been made between experimental and CFD data at an apparent wind angle of 60°. The influence of mainsail trimming by ± 1° on the spinnaker flow has been studied. A range of turbulence models have been tested, including SST, the standard k-ω, the standard k-ε and RNG k-ε. A test has been made of the robustness of two solver schemes; the segregated SIMPLEC method, and the fully-coupled solver. Simulations have been run for a range of apparent wind angles varying between 55° and 65°.
The results concentrate on the flow on the leeward side of the spinnaker which exhibits a complex three dimensional flow. Generally there is good match between experiment and CFD for the attached flow, and disagreement for separated flow. Further investigations are suggested using more sophisticated CFD methods as LES simulations.
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