Simulación numérica de la resistencia al avance de un catamarán usando OpenFOAM
Palabras clave:
Resistencia, OpenFOAM, CatamaranResumen
Una estimación precisa de la resistencia al avance (RT) de una embarcación permite alcanzar la velocidad de navegación requerida. Para catamaranes, RT tiene componentes friccional, residual, e interferencia entre cascos. En el presente estudio, se realizaron predicciones numéricas de RT del Catamarán “Cormorant Evolution” usando OpenFOAM, ver Figuras 1, 2, y 3. Las predicciones obtenidas fueron validadas usando mediciones de experimentos realizados en el lago de ESPOL por Chávez y Lucín [1], y con métodos estadísticos [2].
Un modelo a escala 1:16 fue simulado en dos condiciones de carga, considerando uno y dos cascos. Se realizó un estudio de convergencia con tres mallas a v=1.05 [m/s] en condición ligera. La malla seleccionada contiene alrededor de 1 millón de celdas y presenta un error del 5% frente a la medición experimental.
El promedio de los errores con respecto a datos experimentales para un casco son del 43% y 36% para condición ligera y cargada, respectivamente. Por otro lado, los errores para los dos cascos son del 14% y 32% para condición ligera y cargada, respectivamente, ver figuras 4 a 7.
Por último, la resistencia por la interferencia entre cascos estimada fue comparada con datos experimentales, métodos estadísticos y método teórico de Yokoo y Tasaki [3], mostrando un comportamiento similar a las dos últimas, ver figuras 8 y 9. A pesar de lo elevado de los errores presentados, se recomienda repetir los experimentos en un tanque de pruebas tradicional para determinar la confiabilidad de las simulaciones numéricas realizadas.