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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-03192010-113012


Tipo di tesi
Tesi di laurea specialistica
Autore
MARIOTTI, ALESSANDRO
URN
etd-03192010-113012
Titolo
Simulazione CFD della dinamica di una barca a vela di Coppa America in presenza di moto ondoso
Dipartimento
INGEGNERIA
Corso di studi
INGEGNERIA AEROSPAZIALE
Relatori
relatore Maganzi, Marco
relatore Prof. Lombardi, Giovanni
Parole chiave
  • moto ondoso
  • Coppa America
  • barca a vela
  • dinamica
  • CFD
Data inizio appello
20/04/2010
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
20/04/2050
Riassunto
L’obiettivo principale del lavoro è l’elaborazione di una procedura generale per la simulazione CFD della dinamica di una barca a vela in presenza di moto ondoso, che permetta di calcolare l’andamento temporale delle forze fluidodinamiche agenti sull’imbarcazione.
In particolare questa procedura è utilizzata per lo uno studio della bolina di una imbarcazione di classe Coppa America. Assegnate la geometria di riferimento e le condizioni operative, sono ricavate le principali prestazioni della barca a vela, come la velocità di avanzamento e gli angoli di beccheggio, di rollio e di scarroccio.
Per il calcolo fluidodinamico si utilizza un modello non stazionario a sei gradi di libertà, 6 DOF Motion, nel quale la griglia di calcolo si muove in modo solidale al corpo. Nella simulazione la barca a vela è considerata come un corpo rigido che, sotto l’azione delle forze agenti sullo scafo e sul piano velico, può traslare e ruotare liberamente intorno agli assi di riferimento.
Il moto ondoso del mare è implementato in accordo con il modello di Stokes per le onde periodiche approssimato al quinto ordine. Nell’ambito di validità di questo modello è possibile rappresentare molteplici condizioni del mare assegnando il valore della corrente marina e del vento, l’altezza dell’onda, il suo periodo e la profondità del fondale. Le due diverse fasi aria-acqua sono realizzate con il modello Volume of Fluid (VOF) che bene si adatta alla simulazione di flussi di fluidi immiscibili su griglie di calcolo capaci di calcolare l’interfaccia fra le varie fasi. Il modello di turbolenza scelto è il k-e standard.
Il software CAD per la realizzazione della geometria della barca a vela è CATIA V5R19 e la relativa mesh di superficie è generata con ANSA 13.0.2. Per la realizzazione della mesh di volume e dell’analisi CFD è utilizzato Star CCM+ v4.04.011.
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