Analisi e previsione delle performance idrodinamiche di carene plananti a step mediante metodi numerici

Abstract

Il seguente elaborato è incentrato sulla valutazione dell’accuratezza di modelli numerici semi-empirici, utili a stimare le prestazioni idrodinamiche di carene plananti a step, in termini di resistenza al moto e angolo di assetto longitudinale. In particolar modo è stato analizzato e sviluppato in MATLAB l’approccio numerico definito da Koe Han Beng nel 2016, validandolo tramite i risultati sperimentali di numerosi test in vasca svolti su modello. Lo scopo di tale trattazione è pertanto quello di valutare l’efficacia ed i limiti di un metodo semi-empirico per la previsione delle prestazioni idrodinamiche di carene a step, quindi di definire le basi per lo sviluppo di un metodo numerico semi-sperimentale in grado di ottimizzare e agevolare la fase progettuale di una carena planante. I risultati ottenuti in termini di R/W sono mediamente buoni mentre si osservano discrepanze maggiori in termini di assetto, con conseguenti dubbi sulla capacità del metodo di riprodurre correttamente la fisica di una carena a step, probabilmente per via di un'insufficiente modellazione della ventilazione e della superficie bagnata; ciò può rappresentare un punto di partenza per uno studio ulteriore finalizzato al miglioramento del modello.

This study focuses on evaluating the accuracy of semi-empirical numerical models used to estimate the hydrodynamic performance of stepped planing hulls, specifically in terms of resistance and longitudinal trim angle. In particular, the numerical approach defined by Koe Han Beng in 2016 was analyzed and developed in MATLAB, and validated against experimental results from numerous towing tank tests performed on scale models. Therefore, the aim of this work is to evaluate the effectiveness and limitations of a semi-empirical method for predicting the hydrodynamic performance of stepped hulls, thereby establishing the basis for the development of a semi-experimental numerical method capable of optimizing and streamlining the design phase of a planing hull. The results obtained in terms of R/W are generally satisfactory, whereas larger discrepancies are observed regarding the trim angle, raising doubts about the method's ability to accurately reproduce the physics of a stepped hull. This is likely due to insufficient modeling of ventilation and wetted surface area; therefore, this work represents a starting point for further studies aimed at improving the model.