ANÁLISE DAS CONDIÇÕES DE ESCOAMENTO EM UMA VELA DE BARCO USANDO

DINÂMICA COMPUTACIONAL DE FLUIDOS

Discentes:

Celso R. F. Silva 080989Euler Dias 085833

Introdução

A Industria Naval possui um alto consumo de combustíveis fósseis

Muitos conceitos empregados no estudo das velas são oriundos da aeronáutica, o que por vezes traz conclusões precipitadas

IntroduçãoQual vela?

MetodologiaA vela: S.J. Collie, 2006

c=123,1mmymax=0,05*cxd=0,45*c

MetodologiaA malha:

100

100 Espessura da vela: 0,6185mm

MetodologiaCaracterização do escoamento

Y+ , k-ε Low Reynolds

Y+ , k-ε

Resíduos

k-ε low Reynolds k-εVariável % Error % Error

P1 4.91E+00 1.10E-01

KE 5.82E+03 2.32E-01

EP 7.83E+01 1.10E-01

UC1 7.43E+00 3.29E-01

VC1 7.23E+01 5.83E-01

Ângulo de Ataque: 15º e 20º

Gradiente de Pressão

α = 15º

α = 20º

Ângulo de Ataque: 15º e 20ºLinhas de corrente

α = 15º

α = 20º

Ângulo de Ataque: 15º e 20ºCoeficiente de pressão

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

Cp(cima)

Cp(baixo)

x/c

Cp

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

Cp(cima)

Cp(baixo)

x/cC

p

α = 15º α = 20º

α = 25ºGradiente de pressão

α = 25º

α = 25ºLinhas de corrente

α = 25ºCoeficiente de pressão

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

Cp(cima)

Cp(baixo)

Sustentação e Arrasto

CL CD

α = 15º 0,744 0,158

α = 20º 0,831 0,243

α = 25º 0,757 0,299

Resultados ExperimentaisCoeficiente de pressão

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

-1.60

-1.10

-0.60

-0.10

0.40

0.90

Cp(cima) 15ºCp(baixo) 15ºCp(cima) 20ºCp(baixo) 20ºCp(cima) 25ºCp(baixo) 25º

x/c

Cp

Experimental

CFD - PHOENICS

Campo de Pressão: CFX e PHOENICS

Comentários e ConclusãoGradiente de velocidade na

borda de fuga

Comentários e ConclusãoEfeito do domínio

Bibliografia [1] A. Sulisetyono & A. Nasirudin. “Wind sail analysis

using computational fluid dynamics simulation”, MARTEC,2010

[2] I.M. Viola, R.GJ. Flay, “ON-WATER PRESSURE MEASUREMENTS ON A MODERN ASYMMETRIC SPINNAKER”, Amsterdam, The Netherlands, 2010

[3] I.M. Viola, E. Gauvain, R. G. J. Flay, Pressure Measurements on Full-Scle and Model-Scale Upwind Sails, Auckland, Nova Zelândia, 2010.