Sobre el estudio de vehículos submarinos autónomos por dinámica de fluidos computacional
Autores: Nunes de Sousa, João Victor; Barbosa de Lima, Antonio Gilson; Alves Batista, Francisco; Cordeiro de Souza, Edna; de Macedo Cavalcante, Daniel César; de Morais Pessôa, Paulo; Franco do Carmo, João Evangelista
Idioma: Inglés
Editor: Heuy-Dong Kim
Año: 2020
Acceso abierto
Sobre el estudio de vehículos submarinos autónomos por dinámica de fluidos computacional
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Consultas: 9
Citaciones: Ingeniería mecánica aplicada: Diseño, manufactura y simulación
La investigación analiza el comportamiento hidrodinámico de Vehículos Submarinos Autónomos (AUV) mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), evaluando el impacto de las superficies de control y la profundidad de operación. Utilizando un casco tipo torpedo modelado con ecuaciones de Myring y perfiles de timón NACA0015, se simularon flujos turbulentos empleando el modelo de transporte de esfuerzos cortantes (SST). La validación numérica demostró una alta precisión, con una desviación promedio de solo 7.2 % respecto a resultados experimentales previos. Los resultados revelan que el coeficiente de arrastre total aumenta linealmente con la profundidad (de 500 a 1000 m), fenómeno atribuido al incremento de la viscosidad del agua de mar por la disminución de la temperatura. La incorporación de timones duplica aproximadamente el arrastre total del vehículo y altera la composición de las fuerzas hidrodinámicas, aumentando la proporción del arrastre por presión del 12.6 % al 42.4 %. El estudio concluye que, mientras el arrastre por presión es casi insensible a la profundidad, el componente de fricción es el principal responsable del aumento del arrastre total. Se derivaron modelos lineales para predecir estos coeficientes, facilitando la optimización de la autonomía y el consumo energético en el diseño de futuros AUV.
La investigación analiza el comportamiento hidrodinámico de Vehículos Submarinos Autónomos (AUV) mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), evaluando el impacto de las superficies de control y la profundidad de operación. Utilizando un casco tipo torpedo modelado con ecuaciones de Myring y perfiles de timón NACA0015, se simularon flujos turbulentos empleando el modelo de transporte de esfuerzos cortantes (SST). La validación numérica demostró una alta precisión, con una desviación promedio de solo 7.2 % respecto a resultados experimentales previos. Los resultados revelan que el coeficiente de arrastre total aumenta linealmente con la profundidad (de 500 a 1000 m), fenómeno atribuido al incremento de la viscosidad del agua de mar por la disminución de la temperatura. La incorporación de timones duplica aproximadamente el arrastre total del vehículo y altera la composición de las fuerzas hidrodinámicas, aumentando la proporción del arrastre por presión del 12.6 % al 42.4 %. El estudio concluye que, mientras el arrastre por presión es casi insensible a la profundidad, el componente de fricción es el principal responsable del aumento del arrastre total. Se derivaron modelos lineales para predecir estos coeficientes, facilitando la optimización de la autonomía y el consumo energético en el diseño de futuros AUV.