Sistema de simulación para la mejora del confort aerodinámico en cubierta

Descripción

El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de una herramienta numérica para la simulación de los flujos sobre las superestructuras de buques. La finalidad de este trabajo es la optimización del diseño de las chimeneas, de las cuales emana el penacho de humos de escape, de tal forma que los gases no molesten a las actividades en cubierta.

Para ello se tienen que identificar los fenómenos fluidodinámicos que ocasionan una menor elevación del penacho, arrastrando los humos a la zona de recirculación, y que dan origen a la incomodidad en las cubiertas. A este fenómeno de le denomina “downwash” : cuando los gases emitidos por la chimenea se encuentran arrastrados por la zona de baja presión en la estela de la chimenea y forzados hacia abajo mezclándose con los vórtices detrás de la chimenea, se habla de “downwash”, el cual depende del cociente entre la velocidad de salida de los humos y la del viento incidente, del ángulo de viraje del viento incidente relativo a la dirección de desplazamiento del buque, y del diseño de la chimenea.

Para estudiar estos aspectos, se ha desarrollado un módulo de pre-procesado basado en la plataforma CFD OpenFoam, que permite importar geometrías 3D de la superestructura y mallarla de forma semi-automática. Para el desarrollo del módulo de simulación propiamente dicho, se estudió la sensibilidad de los resultados al modelo de turbulencia (k-Epsilon estándar, RNG, k-Omega SST), a las condiciones de contorno y a la densidad de la malla. Una vez validados estos aspectos, es posible estudiar el efecto del cociente de velocidades sobre el comportamiento del penacho de humos, así como el del ángulo del viento incidente sobre la superestructura.