Predicción de Maniobras de un Buque de Combate en Agua Plana con un Modelo Matemático Informado por CFD

Resumen Se adopta un modelo matemático basado en módulos para predecir el rendimiento de maniobra de los barcos de superficie en agua tranquila. Los coeficientes del modelo se determinan a partir de una serie de simulaciones de modelos cautivos realizadas con dinámica de fluidos computacional. La precisión del modelo matemático se evalúa para las maniobras en círculo de virada y en zig-zag mediante comparación con los datos de pruebas de modelos a libre navegación y simulaciones de alta fidelidad. Se obtiene un acuerdo razonable en las características de maniobra predichas entre el modelo matemático y los datos de pruebas de modelos; 3-5% de error relativo promedio en los parámetros de trayectoria para maniobras en círculo de virada de 25° y 35° y maniobras en zig-zag de 20-20. La sensibilidad del modelo matemático a un conjunto de parámetros de interacción hélice-timon es demostrada por desviaciones de 5-7% alrededor de la media en las características del círculo de virada. La sensibilidad de la maniobra en zig-zag a los parámetros de interacción es menos pronunciada. Se examina la influencia de la fuerza lateral de la hélice en el rendimiento de maniobra, encontrándose una reducción de más del 20% en el diámetro de giro constante en ausencia de la fuerza lateral. También se describe la importancia de la fuerza lateral de la hélice en la maniobra en zig-zag.