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Escola Politécnica da Universidade de São PauloDep. de Engenharia Naval e Oceânica
PROGRAMA DE PREDIÇÃO DE VELOCIDADES E SIMULADOR DINÂMICO DE VELEIROS
Cesar IlluminatiVinícius do PradoProf. Dr. Alexandre N. Simos
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Introdução
o Programa de Predição de Velocidades
o Estimativa do desempenho de uma embarcação
o Uso de modelos semi-empíricos
o Equilíbrio estático em quatro graus de liberdade
o Simulador dinâmico
o Estimativa do comportamento dinâmico
o Uso de modelos semi-empíricos
o Modelagem dos regimes transientes
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Programa de Predição de Velocidadeso Inputs
• Dimensões do barco
• Parâmetros de estabilidade do barco
• Condição de vento
Velocidade
Ângulo
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Programa de Predição de Velocidadeso Modelo hidrodinâmico
• Forças de sustentação e resistência no casco, quilha e leme
• Oossanen (1993)
o Modelo aerodinâmico• Forças de sustentação e resistência nas velas e mastros
• Combinações de vela (upwind e downwind)
• Otimização do Reef e Flat
• Hazen (1980), adotado pela IMS
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Programa de Predição de Velocidadeso Interface gráfica
• Facilita ao usuário entrada dos dados necessários
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Programa de Predição de Velocidadeso Resultados
•Velocidade de avanço
• VMG (velocity-made-good)
• Ângulo de banda
• Ângulo de deriva
• Ângulo de leme
• Ângulo de pitch
Gráficos em função do ângulo de vento Salvos em tabelas do Excel
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YD40 Poli19
LOA (m) 12,05 5,74
BOA (m) 3,71 2,36
Tcb (m) 0,57 0,256
Desloc (ton)
8,12 0,775
I (m) 16,9 6,3
J (m) 4,3 2,04
P (m) 15,1 7,08
E (m) 4,7 2,72
Programa de Predição de Velocidadeso Testes
• Testes realizados com barcos bastante diferentes
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Programa de Predição de Velocidades
Polar da Velocidade Banda
VMG
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Simulador Dinâmico de Veleiros
Desempenho dinâmico
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Simulador Dinâmico de Veleiroso Parâmetros de controle
Controle externo do ângulode leme e do ângulo de vela-mestrapelo usuário
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Simulador Dinâmico de Veleiros
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Simulador Dinâmico de Veleiroso Modelagem do Sistema
• Ridder et al (2004)
o Modelagem de Forças
• Ridder et al (2004) - (resultados da série de Delft)
• Klaka et al (2004) - (modelo de amortecimento em roll)
• Aerodinâmica: coeficientes aerodinâmicos como
parâmetros de entrada
• Massas e inércias adicionais nos eixos y e z estimadas por modelos aproximados
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Simulador Dinâmico de Veleiroso Resultados
• Simulação de manobra entre situação de contravento de 50° por boreste e contravento de 50° por bombordo
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Conclusão
o VPP e Simulador fornecem informações valiosas para o projeto de embarcações a vela
o Programas inseridos em um contexto mais amplo de desenvolvimento da área de vela do DENO-USP
o Futura validação experimental