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Investigación Numérica de Coeficientes Hidrodinámicos y Características del Vórtice de un Vehículo de Minería en Aguas Profundas

Autores: Huang, Xin; Liu, Chenglong; Zhu, Xiang; Wang, Gang; Dai, Yu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Investigación Numérica de Coeficientes Hidrodinámicos y Características del Vórtice de un Vehículo de Minería en Aguas Profundas


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Resistencia hidrodinámica
Vehículos de minería en aguas profundas
Dinámica de fluidos computacional
Fuerzas de arrastre
Masa añadida
Metodología CFD

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La resistencia hidrodinámica experimentada por los vehículos de minería en aguas profundas (DSMV) durante las operaciones submarinas y los procesos de despliegue/retrieval tiene un impacto significativo en la maniobrabilidad y la seguridad operativa. Por lo tanto, la determinación precisa de los coeficientes hidrodinámicos del vehículo es esencial para el control del movimiento y el diseño del sistema. En este estudio, se utilizan métodos de dinámica de fluidos computacional (CFD) para calcular las fuerzas de arrastre transversales y verticales que actúan sobre el DSMV, así como la masa añadida correspondiente en ambas direcciones. Se emplearon las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds no estacionarias para analizar el comportamiento dinámico del vehículo y el desarrollo de sus estructuras de flujo de estela. Se analiza el comportamiento bajo condiciones de movimiento uniforme y acelerado. Se aplica la técnica de promediado en el tiempo para extraer las fuerzas de arrastre y los coeficientes de arrastre en estado estacionario, mientras que la masa añadida y los coeficientes de masa añadida se estiman aislando las fuerzas viscosas e inerciales durante la aceleración. Para verificar la precisión de la metodología CFD, se realizan simulaciones de cuerpos de forma regular y se comparan los resultados con soluciones teóricas. Los resultados muestran un alto grado de concordancia, confirmando la fiabilidad del enfoque numérico utilizado en este estudio.

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