Simulación de buques con CFD

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Resistencia del buque y predicción de potencia

Durante los diferentes etapas del diseño del buque, el uso de las herramientas de CFD avanzadas permiten a VICUSdt determinar la resistencia del buque de forma precisa, en aguas tranquilas o en cualquier estado de la mar, tanto para carena desnuda o carena con todos los apéndices. Una correcta predicción de potencia es el primer paso para un proyecto exitoso. Nosotros realizamos predicciones de potencia precisas para oficinas de ingenierías y astilleros líderes mundiales.

Optimización de las formas del casco

La mejora del diseño de las formas del casco para obtener resistencia al avance mínima en diferentes condiciones de operación, desde embarcaciones de planeo hasta grandes portacontenedores, es de vital importancia. Nosotros hemos desarrollado una metodología de optimización multi-objetivo,  que junto con las destrezas de nuestros arquitectos navales garantizará el funcionamiento de su buque para cualquier estado de la mar.

Para cada buque existente, nosotros podemos suministrar diseños nuevos y optimizados de bulbos de proa o el cuerpo de proa completo, basado en funcionamientos reales a partir de nuestra monitorización o históricos del armador, por lo que el diseño está hecho a medida para el perfil operativo real de la nave, lo que garantiza el mejor retorno de la inversión.

Cálculos de estela y a alineación de apéndices

El cálculo y evaluación del flujo llegando a la hélice es crítica para un exitoso diseño de la hélice. Un perfecto conocimiento de la estela nominal y efectiva permite un diseño de hélice más ajustados, minimizando cavitación e incrementado el rendimiento, dando lugar a significativos ahorros de combustible

Los apéndices deberían ser alineados según las líneas de corriente para minimizar la resistencia y reducir los desprendimientos de vórtices. Cuando nos referimos a buques de investigación sísmicos u oceanográficos, la alineación de apéndices es un tema crítico, especialmente para la góndola donde los principales sensores están ubicados. En este tipo de instalaciones es necesario  diseñar y ubicar la góndola debajo del casco de forma que la góndola no esté afectada por el barrido de la burbuja de aire por debajo de la superficie libre. Una góndola mal diseñada o mal ubicada en cualquiera de este tipo de buques daría como resultado un buque muy caro pero totalmente ineficiente. VICUSdt ha participado en el diseño hidrodinámico de los buques de investigación sísmicos y oceanográficos más avanzados en los últimos años, cumpliendo con la normativa de ruido radiado bajo el agua descrito en el ICES 209.

Autopropulsión y análisis de tiro a punto fijo

VICUSdt ha desarrollado una metodología totalmente validada para realizar ensayos de auto-propulsión numérica mediante nuestros códigos CFD. Nuestra experiencia en hélices de buques y el feedback de pruebas de mar nos permite realizar predicciones detalladas del funcionamiento del auto-propulsión de cualquier tipo de buque, determinando  los coeficientes de estela efectiva, coeficiente de succión y rendimiento relativo-rotativo y el rendimiento total en condición de behind. La simulación numérica de la auto-propulsión reproduce virtualmente el buque navegando con su hélice de tal forma que el funcionamiento real esperado puede ser predeterminado con una alta precisión. Las evaluaciones del coeficiente de succión son importantes para un rediseño del casco y modificaciones en la disposición de la propulsión de tal forma que la interacción del casco-hélice es mejorada.

Cuando se trata de predicción de tiro a puto fijo, nuestra metodología numérica validada con mediciones reales de empujadores, remolcadores y manejadores de anclas (AHT). No juegues con el funcionamiento bollardpull de tu buque!, cuenta con nosotros durante las fases iniciales del proyecto y evita detectar problemas costosos durante las pruebas de mar.

Análisis de optimización de trimados

Buques mercantes pueden lograr ahorros significativos con el correcto trimado para cada desplazamiento y velocidad. Para ello, la tripulación debe conocer de antemano cómo cargar el buque en función de la velocidad esperada y la condición de carga, con el fin de reducirla condición de lastre. VICUSdt realiza cálculos de optimización de trimados mediante procesos automatizados para buques mercantes, desde pequeños LPG hasta los buques portacontenedores más grandes del mundo.

Comportamiento en la mar

Los buques operan en estados de la mar reales y no siempre en condiciones de aguas tranquilas, por lo tanto es esencial para la carena del buque un diseño correcto para tratar con olas entrantes desde cada dirección. Los cálculos típicos que nosotros realizamos incluirían:

  • RAO’s: response amplitude operators.
  • Aceleraciones  para los seis grados de libertad en cualquier punto del buque
  • Comportamiento de la mar en las proximidades de cualquier artefacto offshore
  • Diseño de las quillas de balance y análisis de amortiguamiento
  • Balance paramétrico

Maniobrabilidad y análisis de posicionamiento dinámico

VICSUdt dispone de su propio simulador de posicionamiento dinámico y de maniobrabilidad. Esta herramienta está continuamente actualizándose con nuevos datos provenientes del CFD, canal de experiencias y pruebas de mar. Los principales servicios proporcionados son:

  • Diagrama de capacidades de posicionamiento dinámico (DP)
  • Crabbingspeed
  • Circulo de evolución
  • Crash stop
  • Zigzag
  • Estabilidad en curso

Resistencia añadida debida a olas

El incremento de resistencia debido a olas es calculada mediante CFD con el fin de evaluar la cantidad de potencia adicional requerida para la navegación a cierta velocidad comparada con el caso de aguas tranquilas. Con esta información el margen de mar puede ser evaluado en base a suposiciones realísticas y tener en cuenta las condiciones de la mar en las que está navegando. La resistencia añadida debido a olas es una de las cifras de mérito tenidas en cuenta cuando se optimiza el casco. VICUSdt puede proporcionar conjuntos de datos para buques navegando a diferentes velocidades, calados y rumbos para cada estado de la mar, con esta información le podemos establecer sistemas de rutas en función del tiempo. Esto es lo que hacen típicamente los buques mercantes cuando reciben la previsión del tiempo para la ruta que ellos siguen.

Por otra parte, las fuerzas y momentos calculados se utilizan normalmente en los buques offshore para alimentar el simulador de posicionamiento dinámico para tener resultados más precisos.

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