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https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847010| Título: | Otimização geométrica da popa de um submarino considerando sua eficiência hidro-volume e interação com propulsor e duto. |
| Autor(es): | Santos, Thadeu Lopes Correia dos |
| Orientador(es): | Assi, Gustavo Roque da Silva |
| Palavras-chave: | Casco de embarcações Projeto de submarinos Metaheurísticas |
| Áreas de conhecimento da DGPM: | Engenharia Naval |
| Data do documento: | 2023 |
| Editor: | Universidade de São Paulo (USP) |
| Descrição: | O trabalho foi o desenvolvimento de uma ferramenta que tem por objetivo apresentar a geometria de popa de um submarino com a melhor eficiência hidro-volume para um propulsor já projetado, utilizando duto ou não, dentro do conceito intitulado de popa cheia pela literatura. A ferramenta possibilita ao usuário inserir requisitos e restrições geométricas no processo de seleção. Foi escolhido o modelo SUBOFF da DARPA como modelo de referência e o seu Coeficiente de Semnan como parâmetro. Foi criado um código no software MATLAB para a geração das linhas de popa, onde são inseridos os requisitos e as restrições geométricas como forma de seleção das linhas. A partir das linhas selecionadas são criadas as geometrias que serão avaliadas no software Ansys para obtenção da eficiência hidro-volume e verificação do comportamento da camada limite. O trabalho foi dividido em três fases: casco limpo, casco com propulsor e casco com propulsor e duto. As geometrias e as simulações no software Ansys são realizadas em um processo automatizado. A cada rodada de simulação, a melhor geometria encontrada é inserida em um processo de busca de uma nova linha de popa baseado em uma meta-heurística que guia e modifica as operações para produzir novas geometrias de melhor eficiência. Na 1ª fase é gerada uma popa sem interferência de propulsor ou apêndices no escoamento. Na 2ª fase é utilizado o propulsor MOD5a, cujos resultados também são utilizados para validação da ferramenta. Na 3ª fase é utilizado o MOD10 sem o estator a fim de verificar a influência de um propulsor com duto na eficiência hidro-volume e comparar com os resultados das fases anteriores. Os resultados obtidos das geometrias selecionadas, quando comparados ao modelo de referência, apontaram que a ferramenta se mostrou eficaz em conjunto com a estratégia de busca adotada e que a utilização de propulsor em duto aumenta a eficiência hidro-volume de um submarino. |
| Abstract: | This study developed a tool that aims to present the stern geometry with the best hydro-volume efficiency for an already designed propeller, using duct or not, within the concept entitled as full stern by literature. The tool allows the user to insert requirements and geometric restrictions in the selection process. The DARPA SUBOFF model was chosen as the reference model and its Semnan coefficient as the parameter. A code was created in the MATLAB software to generate the stern lines, where the requirements and geometric restrictions are inserted as way of selecting these lines. From the selected lines, geometries are created which will be evaluated in the Ansys software to obtain the hydro-volume efficiency and check the boundary layer behavior. The study was divided into three phases: bare hull, hull self-propelled and hull self-propelled with duct. The geometries and simulations in the Ansys software are carried out in an automated process. At each simulation round, the best geometry found is inserted into a search process for a new stern line based on a metaheuristic that guides and modifies the operations to produce new geometries with better efficiency. In the 1st phase, a stern is generated without interference from the propeller or appendages in the flow. In the 2nd phase, the MOD5a propeller is used, whose results are also used for tool validation. In the 3rd phase, the MOD10 is used without the stator in order to check the influence of a ducted propeller on the hydro-volume efficiency and compare it with the results of the previous phases. The results obtained from the selected geometries, when compared to the reference model, showed that the tool proved to be effective in conjunction with the adopted search strategy and the use of ducted propeller increases the hydro-volume efficiency of a submarine. |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847010 |
| Tipo: | Dissertação |
| Aparece nas coleções: | Engenharia Naval: Coleção de Dissertações |
Arquivos associados a este item:
| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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