“ANÁLISE DO ESCOAMENTO AO REDOR DO CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA NAVAL

CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO EMPURRADOR “JANAÚ V”.

Autores:

RODRIGO SANTOS VITELLI - 0602300201

YURI VICTOR REMÍGIO GUEDES - 0602300201

Co-Orientadores: Eng. Naval Gabriel Jones OhanaProfº. Dr. Alexandre Alho.

Orientador:Profº. Dr. HITO BRAGA DE MORAES

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1. INTRODUÇÃO

� 1.1 JUSTIFICATIVA� Interesse de modificação;� Incerteza dos resultados;

� 1.2 OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS� Analisar a interação fluido - estrutura do casco da

embarcação pelo método de volumes finitos com o auxilio do software ANSYS11 – CFX;auxilio do software ANSYS11 – CFX;

� Comparar os resultados do escoamento no casco original e no casco modificado;

� 1.3 RESULTADOS ESPERADOS� Comparar as características hidrodinâmicas do casco

original com o modificado;

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2. METODOLOGIA� Análise com modelo em escala reduzida

� Análise numérica/computacional com CFD

Figura 7: Imagem de um Modelo em Escala Reduzida em um tanque de provas.http://www.portosenavios.com.br/site/revista/industria-naval/4731-em-alto-mar.

Figura 8: Modelo CFX com Domínio em Volumes Finitos.Fonte: Introduction to CFD – ANSYS Training Manual.

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3. ESTUDO DE CASO� 3.1 RESUMO DO PROBLEMA;

� 4 anos fora de operação;� 5 naufrágios;� Condição de estabilidade insatisfatória.

Figura 9: Empurrador Fluvial JANAÚ VFonte: Foto Cedida Pela Empresa LINAVE.

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4. ESTUDO DE CASO� 4.2 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA

� 4.3.1 Descrição da embarcação:

CASCO LOA BOCA PONTAL

ORIGINAL 17,5 5,10 1,95

MODIFICADO 17,5 5,8 1,95MODIFICADO 17,5 5,8 1,95

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4. ESTUDO DE CASO

Figura 14: Novas Cavernas do Empurrador JANAÚ V.Fonte: Foto Própria dos Autores

Figura 13: Chapeamento finalizado do Empurrador JANAÚ V.Fonte: Foto Própria dos Autores.

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5. ANÁLISE DO PROBLEMA� 5.1 Modelagem Do Casco

� Plano de linhas e Modelagem 3D:

Figura 15: Plano de Linhas do casco original.

Figura 18: Plano de Linhas do casco Jumborizado.

Figura 17: Vista em perspectiva do casco original no freeship.

Figura 16: Vista em perspectiva do casco modificado no Freeship.

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5. ANÁLISE DO PROBLEMA

� 5.2.1 Definição e Seleção da Malha:� Elementos prismáticos e tetraédricos

� Análise de Convergência de malha

� Res. x Tamanho do Elemento

Gráfico 1: resistência x tamanho mínimo de elemento.

Figura 20: Malha convergida.

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5. ANÁLISE DO PROBLEMA

� 5.2.1 Configuração das condições de contorno� Divisão em 6 faces:

� Casco;

� Entrada;

� Saída;

� Top;Top;

� Fundo;

� Lateral;

Figura 21: Condições de contorno no Domínio 9

6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS

� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Formação do ponto de estagnação:

Figura 22: Vista frontal dos campos de pressão –casco original.

Figura 23: Vista frontal dos campos de pressão –casco modificado.

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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS

� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Distribuição do Campo de Pressão:

Figura 24: Distribuição dos campos de pressões nocasco jumborizado.

Figura 25: Distribuição dos campos de pressões no casco original. 11

6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS

� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Análise das Linhas de Corresnte:

Figura 27: Vista de baixo para cima das linhas de correntescasco jumborizado.

Figura 26: Vista de baixo para cima das linhas de correntescasco original. 12

6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS

� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Análise das Linhas de Corresnte:

Figura 38: linhas de corrente na popacasco original.

Figura 39: linhas de corrente na popa casco modificado.

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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS

� 6.2 COMPARAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS

� Resistência Casco Original: 33,59 KN

� Resistência Casco Modificado: 36,14 KN

� Resistência Estimada Por Outros Métodos:� Van Oortmeersen:

� Casco Original: 34,33 KN;� Casco Original: 34,33 KN;

� Casco Modificado: 36,55 KN;

� Holtrop:

� Casco Original: 42,29 KN;

� Casco Modificado: 36,43 KN;

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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS

� 6.2 COMPARAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS

Gráfico 2: Comparativo entre as Resistência do Casco Original.

Gráfico 3: Comparativo entre as Resistência do Casco Modificado.

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7 CONCLUSÃO

� Desenvolvimento de um modelo Numérico – CFD

� Análise da Resistência ao Avanço-Resistência Viscosa

� Pequenas Alteração no Campo de Pressão, Linhas de corrente, Campos de Velocidade;

� Descolamento das Linhas de Corrente e da � Descolamento das Linhas de Corrente e da Resistência ao Avanço;

Não Foram suficientemente Grandes para Comprometer a Propulsão

� Jumborização: Solucionou o problema de Estabilidade e foi satisfatória em termos Hidrodinâmicos

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8. REFERÊNCIAS PRINCIPAIS

� Jones Ohana, Gabriel. Desenvolvimento Do Projeto De Uma Embarcação Do Tipo Iate E Aplicação Do Método De Volumes Finitos Para Predizer A Resistência Ao Avanço. 2010. 205 f. TCC (Título De Engenheiro Naval) -Universidade Federal do Pará, Belém, Pará.

� De Queiroz, Natália Ferreira. Simulação com CFD de escoamento de fluxo ao redor de um edifício de 10 andares. 2008. 54 f. Tutorial Tutorial Ansys Workbench11.0 - Universidade Federal Do Rio Grande Do Norte Rio Grande do Norte.

� Principles of naval architecture: resistance, propulsion and vibration. vol. 2. Jersey City, NJ, Estados Unidos: SNAME, 1988.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE TECNOLOGIA

FACULDADE DE ENGENHARIA NAVAL

CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO EMPURRADOR “JANAÚ V”.

Autores:

RODRIGO SANTOS VITELLI - 0602300201

YURI VICTOR REMÍGIO GUEDES - 0602300201

Co-Orientadores: Profº. Dr. Alexandre Alho.Eng. Naval Gabriel Jones Ohana

Orientador:Profº. Dr. HITO BRAGA DE MORAES

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