Analisi tramite CFD della serie di Delft, per la creazione di un modello valido nel software STAR-CCM+, utilizzato per confrontare due carene della Classe 40.

Abstract

Durante la progettazione di un’imbarcazione lo studio della forma della carena risulta uno degli aspetti fondamentali nel determinarne le prestazioni. Nonostante la tendenza spinga sempre più verso barche dotate di profili alari che permettono la navigazione senza che lo scafo tocchi l’acqua, lo sviluppo di modelli con carena immersa è pur sempre attuale, queste analisi permettono di migliorare le prestazioni, sia in termini di efficienza che di performance pura anche per scafi dislocanti semidislocanti e plananti. In questo elaborato di tesi è messa a confronto una carena con sezioni concave nella zona poppiera rispetto a una carena con tradizionali forme convesse in tutte le sue sezioni, in modo da capire se le forme concave possano dare un contributo in termini di minor resistenza al moto e conseguentemente in prestazioni. Per rendere gli scafi facilmente confrontabili le loro forme sono state sviluppate seguendo un regolamento di stazza specifico (Box Rule), questo permette di avere libertà sulle forme degli scafi pur restando dentro determinati parametri come dislocamento, lunghezza e larghezza fuori tutto, imposti dal regolamento di classe. Il regolamento scelto per il disegno dei due scafi oggetto di studio è quello della Class40 una tra le classi che prendono parte alla “Course au large”, regate veliche su lunga distanza. Lo step successivo è stato attuare il procedimento di Verifica su uno scafo della serie di Delft in modo tale da avere dei dati di confronto diretti per valutare la bontà del dominio, quindi della sua discretizzazione e della fisica ipotizzata per svolgere le future simulazioni sui due scafi. Definito il corretto settaggio delle simulazioni si è passati ad analizzare i due nuovi scafi. Tramite l’ausilio di Software CFD (computationl fluid dynamics) Siemens STAR-CCM+ messo a disposizione dall’Università di Genova, verranno analizzate le varie forze e i momenti in gioco, quali resistenza, portanza, pressione e assetti.

When designing a boat, the study of the shape of the hull is one of the fundamental aspects in determining its performance. Although the trend is increasingly towards boats equipped with wing profiles that allow navigation without the hull touching the water, the development of models with immersed hulls is still current. These analyses allow for improved performance, both in terms of efficiency and pure performance even for semi-displacement and planing hulls. In this thesis paper, a hull with concave sections in the aft area is compared to a hull with traditional convex shapes in all its sections, in order to understand whether concave shapes can contribute in terms of less resistance to motion and consequently in performance. In order to make the hulls easy to compare, their shapes have been developed according to a specific tonnage rule (Box Rule), which allows freedom in the shapes of the hulls while remaining within certain parameters such as displacement, length and overall width, imposed by the class regulations. The regulation chosen for the design of the two hulls under study is that of the Class40, one of the classes that take part in the "Course au large", long-distance sailing races. The next step was to implement the Verification procedure on a hull from the Delft series in order to have direct comparison data to assess the goodness of the domain, hence of its discretization and the physics hypothesised to carry out future simulations on the two hulls. Having defined the correct setting for the simulations, we moved on to analysing the two new hulls. Using CFD (computationl fluid dynamics) Siemens STAR-CCM+ software made available by the University of Genoa, the various forces and moments in play, such as resistance, lift, pressure and trim, will be analysed.