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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