Contribuire alla progettazione dei moderni sistemi di propulsione delle navi
Negli ultimi anni, la velocità delle grandi portacontainer, traghetti e navi da crociera è aumentata. Contemporaneamente, anche la progettazione delle loro eliche è diventata più difficile, e ai fornitori dei sistemi di propulsione viene chiesto di conformarsi a norme più stringenti. Come regola generale, quando si progettano le eliche si cerca di ottenere il massimo livello di efficienza mantenendo invece al minimo le vibrazioni e i rumori, e quindi la cavitazione. Il progetto LEADING EDGE, finanziato dall'UE, ha inteso elaborare strumenti numerici per un'accurata descrizione geometrica del sistema di propulsione e per il calcolo della cavitazione delle pale dell'elica. I risultati delle simulazioni, su modelli e a scala reale, offriranno utili approfondimenti sulle origini, la forza e la struttura dei vortici di estremità, una delle principali cause di vibrazione e rumore. I ricercatori della Chalmers University of Technology hanno analizzato tre diversi tipi di elica: una tradizionale, usata come riferimento, una altamente asimmetrica e una con pale a punta. Sia nella fluidodinamica computazionale (CFD) dei flussi di fluido che nella modellizzazione di elementi finiti (FEM) dei problemi strutturali, il primo passo è consistito nel produrre un modello solido della geometria della struttura. La messa a punto di una griglia di calcolo suddivide la geometria in questione in piccoli elementi volumetrici. Nelle simulazioni numeriche dei flussi di fluido, la densità e qualità della griglia si sono dimostrate particolarmente importanti, e l'accuratezza dipende in gran parte dal tipo di griglia usata. Spesso si è arrivati a un compromesso tra accuratezza e sforzo necessario nella scelta del tipo di griglia ottimale e nella generazione della griglia appropriata. La conclusione generale tratta dall'insieme delle griglie generate nel progetto LEADING EDGE è stata che un approccio multigriglie soddisfa meglio le esigenze di rappresentare la complessa geometria di un'elica. Con questo approccio possono essere ottenute variazioni di forme efficienti, e soluzioni in grado di portare ad applicazioni pratiche nelle valutazioni fluidodinamiche automatiche della progettazione di navi.
