Investigaciones numéricas de diseños de barcos modernos
Uno de los retos que todavía persisten en el proceso de diseño de buques modernos son los largos tiempos de computación necesarios para realizar las simulaciones numéricas de los flujos alrededor del casco del buque a tamaño natural. No ha sido hasta hace poco que ha sido posible realizar predicciones de flujos viscosos en números de Reynolds a escala de modelo gracias a unas capacidades de computación paralelas superiores. El proyecto europeo EFFORT ha contribuido significativamente al refinamiento y la validación de las herramientas de Dinámica de Fluidos Computacional (DFC) para simular el flujo alrededor de barcos reales. Centrándose en la aplicabilidad de los métodos RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) para realizar computaciones de flujos viscosos, los socios del proyecto de Polonia proporcionaron mediciones de distintos parámetros de flujos y recopilaron los datos existentes. Se calcularon los efectos y las diferencias de escala en la precisión de los códigos DFC disponibles para aumentar la confianza en sus capacidades de predicción. Para ello, las pruebas de modelos llevadas a cabo en el Centro de Diseño e Investigación Naval fueron complementados con mediciones de flujos a escala natural con barcos ya existentes. Para conseguir las mediciones de velocidad necesarias para investigar la estela del casco, se empleó una técnica de velocimetría de imágenes de partículas en 3D que no interfiere con la estructura de campo. También se utilizó la técnica de velocimetría de láser Doppler. Asimismo, se evaluaron la resistencia y el rendimiento de potenciación, que son criterios dominantes para el diseño del casco, mediante pruebas convencionales de autopropulsión y estela nominal. Se añadieron datos experimentales de varios barcos acumulados en el canal de ensayos hidrodinámicos de Hamburgo, además de mediciones de flujos de los modelos correspondientes, a la base de datos proporcionada a todos los socios del proyecto. La comparación entre los datos medidos y simulados para todos los estudios de casos proporcionará por primera vez una indicación en tiempo real de las capacidades de predicción de los métodos RANS utilizados para simulaciones prácticas.
