Estudo numérico da relevância de parâmetros construtivos de lemes na manobrabilidade de um nautimodelo

Abstract

O presente trabalho apresenta um estudo numérico de relevância de parâmetros de projeto e construção de lemes para nautimodelo, tendo como referência a força de manobra produzida pelo leme em função dos seus parâmetros construtivos. Para se obter a força de sustentação foram realizadas simulações no programa ANSYS/Fluent utilizando modelo de turbulência 𝑘−𝜔 𝑆𝑆𝑇 e posteriormente utilizou-se a ferramenta de Design of Experiments (DoE) do programa MiniTab para se obter as relações de importância entre os parâmetros de projeto.. Como resposta final, verificou-se que o ângulo de ataque, seguido da velocidade e da corda são os parâmetros mais relevantes para se obter maiores valores de força de manobra. Além disso, combinações de velocidade e ângulo, corda e ângulo, velocidade e corda, mostraram-se mais importantes do que a variação do perfil hidrodinâmico. A partir desses resultados a equipe Nautilus da Universidade Federal do Rio Grande do Sul poderá melhorar o desempenho do leme utilizado no nautimodelo de competição e otimizar os esforços da equipe, permitindo assim que se tenha ótima capacidade de manobra e tempo disponível para desenvolvimento de outros projetos para o nautimodelo.

The present work presents a numerical study of the relevance of design and construction parameters of rudders for nautimodel, having as reference the maneuvering force produced by the rudder as a function of its constructive parameters. To obtain the lift force, simulations were performed in the ANSYS / Fluent program using the k-ω SST turbulence model and then the Design of Experiments (DoE) tool of the MiniTab program was used to obtain the relationships of importance between the parameters. As a final answer, it was found that the angle of attack, followed by speed and rope are the most relevant parameters to obtain higher values of maneuvering force. In addition, combinations of speed and angle, chord and angle, speed and chord proved to be more important than hydrodynamic profile variation. From these results, the Nautilus team from the Federal University of Rio Grande do Sul will be able to improve the performance of the rudder used in the competition model and optimize the team's efforts, thus allowing for excellent maneuverability and time to develop other projects. for the nautimodel.