Hay distintos aspectos concernientes puramente a la resistencia de la carena en los que el CFD puede aportar valor añadido.
Además de determinar la resistencia, el trimado dinámico y sink (o elevación del CG, según corresponda), es beneficioso evaluar el centro de Gravedad para la optimización o mejora del desempeño del barco para un rango específico. La resistencia del casco puede ser afectada por el cambio de la localización del centro de gravedad ya que juega un papel primordial en la forma de la curva tanto en pre planeo como en planeo. Te comentamos a continuación con más detalles algunos aspectos que pueden ser de tu interés:
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Resistencia del casco en embarcaciones de planeo
La simulación fluidodinámica calcula realmente las fuerzas hidrodinámicas sobre la carena. Esto es más preciso que confiar en métodos de predicción analíticos que están limitados a ciertos parámetros geométricos correspondientes a un casco tipo prismático. Durante muchos años, ha habido cambios en estos métodos pudiendo contemplar más particularidades geométricas de los barcos de planeo según iban evolucionando para así ajustarse más a la realidad. Pero estos métodos tienen su sitio y su lugar durante la vida del proyecto. Cuándo el barco tiene detalles geométricos que afectan a la hidrodinámica y estos métodos no pueden recoger su efecto, acudir a un cálculo CFD es la solución. En una fase en la que la planta propulsora se está definiendo, el CFD aporta una evaluación precisa de las características del barco y la potencia demandada. Para cada velocidad, este tipo de cálculo aporta además el trimado y desplazamiento vertical, lo cual es bastante útil ya que se pueden emplear en la validación de las pruebas de mar.
Spray rails y superficie mojada
La ubicación de los spray rails para minimizar la superficie mojada se puede decidir de forma precisa. De la misma manera que se pueden reubicar y reanalizar su efecto sobre la resistencia con un bajo coste para el diseñador. Las zonas de alta presión pueden identificarse y ser evaluadas en las velocidades deseadas, así, por ejemplo, el diseñador puede usar dicha información para el cálculo estructural (aunque deban ceñirse a la sociedad de clasificación y norma ISO).
Evaluación del centro de gravedad
La posición del centro de gravedad (así como el peso) es muy importante en los barcos de planeo. Dicho parámetro afecta a la pendiente de la curva de resistencia y una evaluación paramétrica es fácil y poco costosa con CFD. En un monocasco en V al uso, en términos generales, cuánto más retrasado el CG mayor será la joroba (en la transición hacia el planeo) de dicha curva pero a su vez menor será la pendiente de la curva en rango de planeo. De forma contraria, cuánto más a proa el CG menor será la joroba pero mayor la pendiente de la curva en la zona de planeo. Esto tiene interés a la hora de determinar donde el barco se comportará mejor, y con un perfil operacional dado, el CFD permite de forma fácil tomar decisiones al respecto.
Como se comentaba, el peso es un parámetro crítico también para la resistencia. No es extraño que durante el proyecto su valor varíe y con él la resistencia. Un cálculo CFD en los diferentes posibles escenarios de peso es muy útil para el diseñador y tiene muy poco coste.
Realizando un análisis paramétrico de ambos valores en fases tempranas del proyecto se evita posteriormente tener que incluir elementos de trimado dinámico activos, dejando un diseño más “limpio”.
Modo planeo
Suele ser de interés para el diseñador conocer la velocidad de plano o el tiempo al planeo. Con CFD, en lugar de determinarlo en función del número de Froude o bien del desplazamiento vertical del centro de gravedad (cuándo se dispone de este dato), se pueden conocer las fuerzas hidrostáticas e hidrodinámicas sobre el casco de modo que se puede hacer una evaluación más rigurosa.
