Caracterización Numérico-Experimental del Flujo Bidimensional Alrededor de Planos de Flotación de un Buque Sardinero

Abstract

En la presente tesis se ha desarrollado el análisis del flujo bidimensional alrededor de tres Planos de Flotación de un buque sardinero con dos chinas, sin considerar el efecto de superficie libre. Basándose en la revisión bibliográfica, se describe el fenómeno de generación de vórtices alrededor de superficies sólidas bidimensionales, para comprender dicho fenómeno. Se determinaron los flujos bidimensionales mencionados, primero experimentalmente con la técnica LDA, en el canal de circulación de la FIMCM; el rango de velocidad analizada fue 0.04-0.6 m/seg y los tres modelos empleados, se construyeron de 40 cm. De longitud, aproximadamente. Luego con el programa de simulación numérica COMSOL, que discretiza especialmente el dominio con el método de Elementos Finitos, se resolvieron las ecuaciones de Navier-Stokes. Estas ecuaciones son de tipo no lineal y no se pueden resolver analíticamente. Para el análisis de resultados se graficaron las distribuciones de velocidad en cortes verticales, en la entrada al dominio, en Sección Media, y, en la zona de Popa. En la zona de Popa se nota la formación de la estela, que se manifiesta con una reducción en velocidad, que llega al cambio de dirección, denominado Contraflujo. Los resultados Experimentales y Numéricos mostraron tanto tendencia como amplitudes parecidas, que se acercan conforme se incrementa la velocidad de entrada. De manera que se ha comprobado la eficacia del método numérico empleado en este caso. Finamente se integraron las presiones numéricas sobre las superficies de los modelos, y se sumaron las componentes horizontales, lo que corresponde a la Resistencia de Presión. Se encontró mucha similitud en la tendencia de esta fuerza, en los planos de flotación que incluyen las chinas.