Optimización de carenas de buques con operatividad multifunción

Abstract

"In last years, the design and operational requirements of ships are increasing significantly to meet the specifications and requirements of the shipowners. This makes ships more innovative and with less conventional characteristics to achieve better operability, having to achieve high standards in each of the operations to which they are going to be destined for not complying with the basis of its design. These atypical vessels of multifunctional design make that the semi-empirical and statistical methods used up to now offer results with more uncertainty than expected compared with the results obtained through experimental tests, since they would not be within the ranges of all the dimensionless relationships available in the databases that compose these methods. In this work, we present a recent case in which a large discrepancy is detected between the semiempirical methods and the results obtained experimentally. In this particular case, the ship, which although initially has a conventional characterization, is modified in its design with dimensionless relationships outside the operating ranges due to the introduction of multifunctionality parameters. This discrepancy forces the designer to optimize the geometry in due to the initial estimation with the semi-empirical methods because did not correspond to reality, forcing to continue iterating in the design of the geometry. An optimization is carried out in the ship geometry based on CFD analysis and the experimental results obtained and with this, a better power-speed curve is obtained, complying with the requirements imposed by the owner."

En los últimos años los requisitos de diseño y operatividad de los buques son cada vez más exigentes para cumplir con las especificaciones y requisitos de los armadores. Esto hace que los buques se conviertan en más novedosos y con características menos convencionales para la consecución de una mejor operatividad, debiendo alcanzar estándares elevados en cada una de las operaciones a las que van a ir destinados, no cumpliendo con la especificidad de partida que son la base de su diseño. Estos buques novedosos de diseño multifuncional hacen que los métodos semiempíricos y estadísticos utilizados hasta ahora ofrezcan resultados con una mayor incertidumbre de la esperada con respecto a los resultados obtenidos mediante ensayos experimentales, puesto que no se encontrarían dentro de los rangos de todas y cada una de las relaciones adimensionales disponibles en las bases de datos que componen estos métodos.

En este trabajo se presenta un caso reciente en el que se detecta una gran discrepancia entre los métodos semiempíricos y los resultados obtenidos experimentalmente. En este caso particular, el buque que, aunque de partida dispone de una caracterización convencional, se ve modificado en su diseño con unas relaciones adimensionales fuera de los rangos operativos debido a la introducción de parámetros de multifuncionalidad. Esta discrepancia hace que sea necesaria una optimización de las formas puesto que la estimación inicial con los métodos semiempíricos no se correspondía con la realidad, obligando en este caso a seguir iterando en el diseño de las formas. Se realiza una optimización en las formas del buque en base a análisis mediante CFD y a los resultados experimentales obtenidos y con ello se obtiene una mejor curva de potencia – velocidad cumpliendo los requisitos impuestos por el armador.