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Escola Politécnica da Universidade de São PauloDep. de Engenharia Naval e Oceânica

PROGRAMA DE PREDIÇÃO DE VELOCIDADES E SIMULADOR DINÂMICO DE VELEIROS

Cesar IlluminatiVinícius do PradoProf. Dr. Alexandre N. Simos

Introdução

o Programa de Predição de Velocidades

o Estimativa do desempenho de uma embarcação

o Uso de modelos semi-empíricos

o Equilíbrio estático em quatro graus de liberdade

o Simulador dinâmico

o Estimativa do comportamento dinâmico

o Uso de modelos semi-empíricos

o Modelagem dos regimes transientes

Programa de Predição de Velocidadeso Inputs

• Dimensões do barco

• Parâmetros de estabilidade do barco

• Condição de vento

Velocidade

Ângulo

Programa de Predição de Velocidadeso Modelo hidrodinâmico

• Forças de sustentação e resistência no casco, quilha e leme

• Oossanen (1993)

o Modelo aerodinâmico• Forças de sustentação e resistência nas velas e mastros

• Combinações de vela (upwind e downwind)

• Otimização do Reef e Flat

• Hazen (1980), adotado pela IMS

Programa de Predição de Velocidadeso Interface gráfica

• Facilita ao usuário entrada dos dados necessários

Programa de Predição de Velocidadeso Resultados

•Velocidade de avanço

• VMG (velocity-made-good)

• Ângulo de banda

• Ângulo de deriva

• Ângulo de leme

• Ângulo de pitch

Gráficos em função do ângulo de vento Salvos em tabelas do Excel

YD40 Poli19

LOA (m) 12,05 5,74

BOA (m) 3,71 2,36

Tcb (m) 0,57 0,256

Desloc (ton)

8,12 0,775

I (m) 16,9 6,3

J (m) 4,3 2,04

P (m) 15,1 7,08

E (m) 4,7 2,72

Programa de Predição de Velocidadeso Testes

• Testes realizados com barcos bastante diferentes

Programa de Predição de Velocidades

Polar da Velocidade Banda

VMG

Simulador Dinâmico de Veleiros

Desempenho dinâmico

Simulador Dinâmico de Veleiroso Parâmetros de controle

Controle externo do ângulode leme e do ângulo de vela-mestrapelo usuário

Simulador Dinâmico de Veleiros

Simulador Dinâmico de Veleiroso Modelagem do Sistema

• Ridder et al (2004)

o Modelagem de Forças

• Ridder et al (2004) - (resultados da série de Delft)

• Klaka et al (2004) - (modelo de amortecimento em roll)

• Aerodinâmica: coeficientes aerodinâmicos como

parâmetros de entrada

• Massas e inércias adicionais nos eixos y e z estimadas por modelos aproximados

Simulador Dinâmico de Veleiroso Resultados

• Simulação de manobra entre situação de contravento de 50° por boreste e contravento de 50° por bombordo

Conclusão

o VPP e Simulador fornecem informações valiosas para o projeto de embarcações a vela

o Programas inseridos em um contexto mais amplo de desenvolvimento da área de vela do DENO-USP

o Futura validação experimental

Agradecimentos