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Dissertação

{pt_PT=Computational Fluid Dynamics Analysis on the Freefall of a Lifeboat} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=As cargas de slamming são estudadas em baleeiras salva-vidas utilizando o software de mecânica dos fluidos computacional de fonte aberta OpenFOAM. Para este efeito, a técnica de sobreposição de malha é utilizada para realizar simulações multifásicas, com base no método do volume de fluido, devido ao grande deslocamento esperado. Após a revisão de slamming e uma visão geral sobre o programa OpenFOAM e do método de malha de quimera, foi feito um estudo de validação comparando resultados da entrada de água de uma cunha de 30° com medições experimentais obtidos de outros estudos. Os resultados numéricos estão em bom acordo não só com as medições, mas também com os resultados numéricos do método do elemento de borda e com simulações técnicas de deformação da malha que já antes calculadas e publicadas. As simulações de baleeiras salva-vidas demonstraram ser mais exigentes em capacidade computacional, mas ainda uma ferramenta robusta para este fim. Diferentes simulações foram realizadas. Quanto às pressões, notou-se que ocorrem dois picos principais: um na proa durante a entrada de água e outro na popa, que aparece após uma segunda entrada de água devido ao giro de retorno. O mapa de pressão mostrou também que a quilha da embarcação é a parte crítica com as cargas mais elevadas. A cinemática foi também comparada para verificar que ângulo seria capaz de afastar mais o barco salva vidas. O lançamento de 70° apresentou o melhor desempenho dentre as alturas, o que é um indicativo de qual a configuração mais adequada., en=Slamming loads on lifeboats are studied in this study by using the open-source CFD toolbox OpenFOAM. For this purpose, the overset grid technic is used to perform multiphase simulations, based on the volume of fluid method, due to the large motion that is expected from this kind of formulation. After reviewing the slamming research until nowadays and making an overview of the software OpenFOAM and the chimera mesh method, a validation study was made by comparing the assessment of the water entry of a 30° deadrise angle wedge with experimental results obtained from other studies. The results were in good agreement not only with the measurements but also with the boundary element method numerical results and deforming mesh simulations that were published. The lifeboat simulations have shown to be more demanding of computer capacity, but still a robust tool for this purpose. Different simulations were performed. As for the pressures, it was noticed that two major peaks occur: one on the bow during water entry and other on the stern, which appears after a second water entry due to the turnback spin induced by restoring moments. The pressure contours have shown that the keel of the lifeboat is the critical part with the highest loads. The kinematics were also compared to check which angle would be able to get further from the hazardous event without any more impulse. In this aspect, the launching with an initial pitch angle of 70° presented the best performance for a wide range of heights.}
Keywords: {pt=baleeira salva-vidas, mecânica dos fluidos computacional, OpenFOAM, slamming, entrada em água, malha de quimera, en=Lifeboat, CFD, OpenFOAM, slamming, water entry, overset mesh}

Discussão: novembro 30, 2022, 16:0