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Caracterización del flujo numérico alrededor de un submarino Tipo 209 utilizando OpenFOAM

Autores: Paredes, Ruben J.; Quintuña, Maria T.; Arias-Hidalgo, Mijail; Datla, Raju

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Caracterización del flujo numérico alrededor de un submarino Tipo 209 utilizando OpenFOAM


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Seguridad
Operación submarina
Registros de velocidad
Sondas
Características de flujo
Efecto de superficie libre

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La seguridad de la operación submarina depende de la precisión de sus medidores de velocidad, que a su vez depende de la ubicación de su sonda y de la exhaustividad de la calibración. Por lo tanto, las sondas se colocan en áreas donde el flujo de agua es suave, continuo, sin gradientes de velocidad altos, burbujas de aire o estructuras vórtices. En el presente trabajo, se describe numéricamente el flujo alrededor de dos submarinos diferentes en condiciones de aguas profundas y cerca de la superficie para identificar las zonas del casco donde se podrían instalar sondas. Primero, se verificó y validó la configuración numérica de un solucionador multifásico suministrado con OpenFOAM v7 utilizando el submarino DARPA SUBOFF-5470 a escala, incluyendo la configuración del casco y la vela en H/D=5.4 y Fr=0.466. Más tarde, se evaluó la sensibilidad de la malla de la resistencia para el submarino de escala completa Tipo 209/1300 en H/D=0.347 y Fr=0.194. El efecto de la superficie libre sobre la resistencia y las características del flujo se evaluó comparando diferentes condiciones operativas. Los resultados muestran que la proa y las regiones cercanas a la superficie libre deben evitarse debido a un alto gradiente de velocidad del flujo, fluctuaciones de presión y grandes estructuras vórtices turbulentas. Además, el efecto de la superficie libre es más fuerte cerca de la nariz de la proa. En conclusión, la sonda podría instalarse en la región de aceleración donde la velocidad del flujo local es un 15% mayor que la velocidad de navegación en condiciones de superficie. Se debe aplicar un factor de corrección del 4% a las lecturas de la sonda para compensar el efecto de la superficie libre.

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