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“ANÁLISE DO ESCOAMENTO AO REDOR DO CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA NAVAL
CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO EMPURRADOR “JANAÚ V”.
Autores:
RODRIGO SANTOS VITELLI - 0602300201
YURI VICTOR REMÍGIO GUEDES - 0602300201
Co-Orientadores: Eng. Naval Gabriel Jones OhanaProfº. Dr. Alexandre Alho.
Orientador:Profº. Dr. HITO BRAGA DE MORAES
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1. INTRODUÇÃO
� 1.1 JUSTIFICATIVA� Interesse de modificação;� Incerteza dos resultados;
� 1.2 OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS� Analisar a interação fluido - estrutura do casco da
embarcação pelo método de volumes finitos com o auxilio do software ANSYS11 – CFX;auxilio do software ANSYS11 – CFX;
� Comparar os resultados do escoamento no casco original e no casco modificado;
� 1.3 RESULTADOS ESPERADOS� Comparar as características hidrodinâmicas do casco
original com o modificado;
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2. METODOLOGIA� Análise com modelo em escala reduzida
� Análise numérica/computacional com CFD
Figura 7: Imagem de um Modelo em Escala Reduzida em um tanque de provas.http://www.portosenavios.com.br/site/revista/industria-naval/4731-em-alto-mar.
Figura 8: Modelo CFX com Domínio em Volumes Finitos.Fonte: Introduction to CFD – ANSYS Training Manual.
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3. ESTUDO DE CASO� 3.1 RESUMO DO PROBLEMA;
� 4 anos fora de operação;� 5 naufrágios;� Condição de estabilidade insatisfatória.
Figura 9: Empurrador Fluvial JANAÚ VFonte: Foto Cedida Pela Empresa LINAVE.
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4. ESTUDO DE CASO� 4.2 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA
� 4.3.1 Descrição da embarcação:
CASCO LOA BOCA PONTAL
ORIGINAL 17,5 5,10 1,95
MODIFICADO 17,5 5,8 1,95MODIFICADO 17,5 5,8 1,95
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4. ESTUDO DE CASO
Figura 14: Novas Cavernas do Empurrador JANAÚ V.Fonte: Foto Própria dos Autores
Figura 13: Chapeamento finalizado do Empurrador JANAÚ V.Fonte: Foto Própria dos Autores.
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5. ANÁLISE DO PROBLEMA� 5.1 Modelagem Do Casco
� Plano de linhas e Modelagem 3D:
Figura 15: Plano de Linhas do casco original.
Figura 18: Plano de Linhas do casco Jumborizado.
Figura 17: Vista em perspectiva do casco original no freeship.
Figura 16: Vista em perspectiva do casco modificado no Freeship.
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5. ANÁLISE DO PROBLEMA
� 5.2.1 Definição e Seleção da Malha:� Elementos prismáticos e tetraédricos
� Análise de Convergência de malha
� Res. x Tamanho do Elemento
Gráfico 1: resistência x tamanho mínimo de elemento.
Figura 20: Malha convergida.
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5. ANÁLISE DO PROBLEMA
� 5.2.1 Configuração das condições de contorno� Divisão em 6 faces:
� Casco;
� Entrada;
� Saída;
� Top;Top;
� Fundo;
� Lateral;
Figura 21: Condições de contorno no Domínio 9
6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Formação do ponto de estagnação:
Figura 22: Vista frontal dos campos de pressão –casco original.
Figura 23: Vista frontal dos campos de pressão –casco modificado.
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Distribuição do Campo de Pressão:
Figura 24: Distribuição dos campos de pressões nocasco jumborizado.
Figura 25: Distribuição dos campos de pressões no casco original. 11
6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Análise das Linhas de Corresnte:
Figura 27: Vista de baixo para cima das linhas de correntescasco jumborizado.
Figura 26: Vista de baixo para cima das linhas de correntescasco original. 12
6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
� 6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO� Análise das Linhas de Corresnte:
Figura 38: linhas de corrente na popacasco original.
Figura 39: linhas de corrente na popa casco modificado.
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
� 6.2 COMPARAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS
� Resistência Casco Original: 33,59 KN
� Resistência Casco Modificado: 36,14 KN
� Resistência Estimada Por Outros Métodos:� Van Oortmeersen:
� Casco Original: 34,33 KN;� Casco Original: 34,33 KN;
� Casco Modificado: 36,55 KN;
� Holtrop:
� Casco Original: 42,29 KN;
� Casco Modificado: 36,43 KN;
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
� 6.2 COMPARAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS
Gráfico 2: Comparativo entre as Resistência do Casco Original.
Gráfico 3: Comparativo entre as Resistência do Casco Modificado.
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7 CONCLUSÃO
� Desenvolvimento de um modelo Numérico – CFD
� Análise da Resistência ao Avanço-Resistência Viscosa
� Pequenas Alteração no Campo de Pressão, Linhas de corrente, Campos de Velocidade;
� Descolamento das Linhas de Corrente e da � Descolamento das Linhas de Corrente e da Resistência ao Avanço;
Não Foram suficientemente Grandes para Comprometer a Propulsão
� Jumborização: Solucionou o problema de Estabilidade e foi satisfatória em termos Hidrodinâmicos
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8. REFERÊNCIAS PRINCIPAIS
� Jones Ohana, Gabriel. Desenvolvimento Do Projeto De Uma Embarcação Do Tipo Iate E Aplicação Do Método De Volumes Finitos Para Predizer A Resistência Ao Avanço. 2010. 205 f. TCC (Título De Engenheiro Naval) -Universidade Federal do Pará, Belém, Pará.
� De Queiroz, Natália Ferreira. Simulação com CFD de escoamento de fluxo ao redor de um edifício de 10 andares. 2008. 54 f. Tutorial Tutorial Ansys Workbench11.0 - Universidade Federal Do Rio Grande Do Norte Rio Grande do Norte.
� Principles of naval architecture: resistance, propulsion and vibration. vol. 2. Jersey City, NJ, Estados Unidos: SNAME, 1988.
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“ANÁLISE DO ESCOAMENTO AO REDOR DO CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁINSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA NAVAL
CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO EMPURRADOR “JANAÚ V”.
Autores:
RODRIGO SANTOS VITELLI - 0602300201
YURI VICTOR REMÍGIO GUEDES - 0602300201
Co-Orientadores: Profº. Dr. Alexandre Alho.Eng. Naval Gabriel Jones Ohana
Orientador:Profº. Dr. HITO BRAGA DE MORAES
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