Simulazione numerica delle prove di rimorchio in acqua calma di un peschereccio. Daniele Peri, E.F. Campana

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1 ÁÆ Ë Æ Simulazione numerica delle prove di rimorchio in acqua calma di un peschereccio Daniele Peri, E.F. Campana Committente: Intermarine SpA Loc. Cà del Sale PO Box SARZANA (SP) Roma, Gennaio 1998

2 Indice 1 Introduzione 3 2 Modelli numerici utilizzati 3 3 Presentazione dei risultati 4 4 Discussione dei risultati 4 2

3 1 Introduzione Vengono di seguito esposti i risultati delle prove numeriche di rimorchio in acqua calma per un modello di carena in scala 1:8 di nave da pesca, la cui geometria è stata fornita dal Committente. In tabella vengono riportate le caratteristiche principali sia indicate dal Committente che rilevati dal disegno (Figura 1). Figura 1: Ordinate del modello di nave da pesca in esame. Indicate (di massima) Rilevate Lunghezza fuori tutto 28.1 m 28.0 m Lunghezza al galleggiamento 25.0 m m Larghezza massima 7.4 m m Altezza di costruzione 3.0 m m Immersione media di progetto a pieno carico 1.8 m m Dislocamento a pieno carico 147 t t I calcoli sono stati effettuati in base ai dati rilevati dal disegno. Non sono state specificate le due velocità per le quali svolgere la simulazione numerica: sono state assunte la velocità di traino (6 nodi nave) e la velocità nominale (13 nodi nave) dichiarate nella nota recante le prestazioni di massima richieste. Per completare il grafico della resistenza all avanzamento, inoltre, sono state svolte quattro ulteriori prove numeriche alle velocità di 7.5, 9, 12 e 14 nodi nave. 2 Modelli numerici utilizzati Come da richiesta, i calcoli sono stati svolti utilizzando un solutore a potenziale per flussi stazionari (denominato FREE), il quale oltre al calcolo della resistenza d onda, della distribuzione di pressioni e velocità sulla carena, nonchè della formazione ondosa, consente una stima delle azioni di natura viscosa. Il codice di calcolo valuta anche l assetto in corsa alle varie velocità, per cui la resistenza all avanzamento viene stimata nelle condizioni di assetto presunte. 3

4 3 Presentazione dei risultati I risultati dei calcoli eseguiti sono riportati nei seguenti grafici e figure: Grafico della resistenza d onda e della resistenza totale (resistenza d onda + resistenza d attrito) all avanzamento. Grafico dell andamento dei profili d onda a ridosso della carena per le due velocità di calcolo. Figure riportanti le linee di corrente e la distribuzione delle pressioni sulla carena alle due velocità di calcolo. Figure esplicative della formazione ondosa per le due velocità di calcolo. 4 Discussione dei risultati La configurazione di carena del peschereccio in esame, decisamente inusuale per questa tipologia di nave, non consente confronti con altre navi della medesima classe. Dunque informazioni sull attendibilità dei risultati numerici non possono che essere ricavate in seguito a prove sperimentali. Per avere comunque delle indicazioni, unicamente qualitative, è stato operato un confronto con una unità di classe diversa ma con caratteristiche geometriche simili: la resistenza all avanzamento di questo secondo modello, provato in vasca, è stata paragonata con la resistenza stimata per un peschereccio di identica lunghezza. I valori confrontati sono risultati in linea con le differenze geometriche tra i due diversi modelli. Tutto ciò non rappresenta una validazione quantitativa dei risultati numerici: tuttavia può essere assunto come indicativo del fatto che non vi sono errori di tipo macroscopico nella stima delle grandezze di interesse. In Figura 2 vengono riportate le resistenze d onda e totale stimate per il peschereccio in esame in funzione della velocità di avanzamento. Non si riscontrano zone di interesse particolare all interno del grafico, il cui andamento è regolare. In Figura 3, invece, sono riportati i profili d onda a ridosso della carena per le due velocità di calcolo. Va osservato come, alla velocità più elevata, il codice di calcolo rilevi una formazione ondosa abbastanza inusuale, con un doppio picco ravvicinato nella zona di prua. Una conformazione simile si rileva anche alla velocità più bassa, pur se i picchi risultano nettamente separati. Nelle Figure 4, 5, 6, 7, 8, sono esposti gli andamenti della pressione sulla carena e delle linee di corrente. Anche in questo caso non si osservano comportamenti di rilievo: il flusso sembra avviato, così come non si riscontrano particolari irregolarità quali, ad esempio, zone ad elevato gradiente avverso per la pressione. Infine, nelle Figure 9, 10, è riportato l andamento dell elevazione d onda sull intero dominio di calcolo. Anche in questo caso, non si riscontrano particolarità di rilievo. 4

5 Figura 2: Andamento della resistenza d onda e totale al variare della velocità di avanzamento per un modello in scala 1:8. 5

6 Figura 3: Profili d onda a ridosso della carena per le due velocità di prova. L elevazione d onda è adimensionalizzata rispetto alla lunghezza alle perpendicolari L pp. Pres.: Figura 4: Andamento della pressione lungo la carena e linee di corrente: Fr = Lato destro: vista da prua; lato sinistro: vista da poppa. La pressione è adimensionalizzata secondo la pressione dinamica P = p 1 2 ρsu2 6

7 Pres.: Figura 5: Andamento della pressione lungo la carena e linee di corrente: Fr = Lato destro: vista da prua; lato sinistro: vista da poppa. La pressione è adimensionalizzata secondo la pressione dinamica P = p 1 2 ρsu2 Figura 6: Andamento della pressione lungo la carena e linee di corrente: vista laterale. In alto: Fr = 0.195; In basso: Fr =

8 Figura 7: Andamento della pressione lungo la carena e linee di corrente: vista dal basso. In alto: Fr = 0.195; In basso: Fr = Figura 8: Andamento della pressione lungo la carena e linee di corrente: vista tridimensionale dal basso. In alto: Fr = 0.195; In basso: Fr =

9 Figura 9: Wave pattern : Fr = Elevazioni d onda (moltiplicate per 100) adimensionalizzate secondo la lunghezza alle perpendicolari L pp. Figura 10: Wave pattern : Fr = Elevazioni d onda (moltiplicate per 100) adimensionalizzate secondo la lunghezza alle perpendicolari L pp. 9