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Valutazione della resistenza all'avanzamento di una imbarcazione tramite simulazioni stazionarie RANS

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INDICE i fondamenti 1 1 modelli matematici 3 1.1 Equazioni di Navier–Stokes 3 1.1.1 Equazione di conservazione della massa 4 1.1.2 Equazione di conservazione della quantità di mo- to 4 1.2 Equazioni di Navier–Stokes mediate 5 1.3 Modello di turbolenza: SST k w 7 1.4 Equazione per la superficie libera 8 2 resistenza all’avanzamento 11 2.1 Glossario dei termini nautici utilizzati 11 2.2 Introduzione alla resistenza all’avanzamento 13 2.3 Resistenza idrodinamica 14 2.3.1 Resistenza di attrito 14 2.3.2 Resistenza viscosa di pressione 14 2.3.3 Resistenza d’onda 15 2.4 Resistenza aerodinamica 18 2.5 Resistenza residua 18 2.6 Regime di velocità 19 3 analisi degli errori 21 3.1 Principali fonti di errore 21 3.1.1 Errori di modellazione concettuale 21 3.1.2 Errori numerici 22 3.1.3 Altre fonti di errore 24 3.2 Errore di simulazione 25 3.2.1 Fondamenti 25 3.2.2 Errore ed incertezza di simulazione 27 3.3 Valutazione dell’errore di iterazione 28 3.4 Valutazione dell’errore di discretizzazione 29 3.4.1 Estrapolazione di Richardson 29 3.4.2 Estrapolazione di Richardson generalizzata 31 3.4.3 Incertezza di discretizzazione spaziale 32 3.5 Verifica 34 3.6 Validazione 35 ii simulazioni stazionarie rans, codice ansys fluent 39 4 imbarcazione dtmb 5512 41 4.1 Geometria dello scafo e dati sperimentali 41 4.2 Impostazione dell’analisi CFD 43 4.2.1 Modello CAD dello scafo 43 4.2.2 Assetto dinamico: beccheggio e sussulto 43 4.2.3 Griglie di calcolo 43 4.2.4 Proprietà fisiche di acqua ed aria 50 4.2.5 Impostazione della simulazione 51 4.3 Coefficiente di resistenza totale 52 4.3.1 Elaborazione dei risultati 52 ix x indice 4.3.2 Analisi degli errori numerici 53 4.3.3 Verifica e Validazione 55 4.4 Coefficiente di resistenza di attrito 57 4.4.1 Elaborazione dei risultati 57 4.4.2 Analisi degli errori numerici 59 4.4.3 Verifica e validazione 61 5 imbarcazione kriso ks621 69 5.1 Geometria dello scafo e dati sperimentali 69 5.2 Impostazione dell’analisi CFD 69 5.2.1 Modello CAD dello scafo 70 5.2.2 Griglie di calcolo 70 5.2.3 Proprietà fisiche di acqua ed aria 73 5.2.4 Impostazione del solutore 74 5.3 Coefficiente di resistenza totale 74 5.3.1 Elaborazione dei risultati 74 5.3.2 Analisi degli errori numerici 75 5.3.3 Verifica e Validazione 77 5.4 Coefficiente di resistenza di attrito 79 5.4.1 Elaborazione dei risultati 79 5.4.2 Analisi degli errori numerici 80 5.4.3 Verifica e validazione 81 6 conclusioni 91 iii appendice 93 a python: codici sorgente 95 bibliografia 101 indice analitico 103
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Informazioni tesi

  Autore: Alexandro Palmieri
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: Alfredo Liverani
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 121

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