Avaliação direta dos fenômenos de surf-riding e guinada brusca de um navio patrulha por meio de um modelo unificado de manobra e seakeeping
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Publication Date: | 2025 |
Format: | Master thesis |
Language: | por |
Source: | Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB) |
Download full: | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847763 |
Summary: | Esta dissertação se dedicou à avaliação direta do fenômeno de surf-riding, um dos cinco modos de falha considerados pela segunda geração de critérios de estabilidade intacta (SGISC) da IMO. Para isso, foi desenvolvido um modelo numérico unificado de manobrabilidade e seakeeping, que integra simultaneamente as forças hidrodinâmicas associadas à manobra e aquelas resultantes da interação com as ondas. A modelagem foi realizada no software ANSYS AQWA. As forças de propulsão, resistência ao avanço, leme e manobra foram inseridas na simulação por meio de uma rotina de forças externas. As forças de resistência e de propulsão foram modeladas com base em resultados de ensaios experimentais, enquanto as forças do leme e de manobra foram estimadas por modelos empíricos, com calibração dos coeficientes de manobra a partir de ensaios com modelo em escala. As simulações foram conduzidas para ondas de popa na região identificada pelos critérios de nível 2 da IMO como suscetível a ocorrência de surf-riding. O modelo desenvolvido permite identificar as diversas forças que levam à ocorrência do fenômeno e indicam que, até uma certa altura de onda, o modelo numérico é compatível com o nível 2 de predição de vulnerabilidade da IMO. |
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Avaliação direta dos fenômenos de surf-riding e guinada brusca de um navio patrulha por meio de um modelo unificado de manobra e seakeepingDirect assessment of surf-riding and broaching phenomena for a patrol vessel using unified maneuvering and seakeepingSurf-ridingbroachingmodelo unificadoEngenharia oceânicaEsta dissertação se dedicou à avaliação direta do fenômeno de surf-riding, um dos cinco modos de falha considerados pela segunda geração de critérios de estabilidade intacta (SGISC) da IMO. Para isso, foi desenvolvido um modelo numérico unificado de manobrabilidade e seakeeping, que integra simultaneamente as forças hidrodinâmicas associadas à manobra e aquelas resultantes da interação com as ondas. A modelagem foi realizada no software ANSYS AQWA. As forças de propulsão, resistência ao avanço, leme e manobra foram inseridas na simulação por meio de uma rotina de forças externas. As forças de resistência e de propulsão foram modeladas com base em resultados de ensaios experimentais, enquanto as forças do leme e de manobra foram estimadas por modelos empíricos, com calibração dos coeficientes de manobra a partir de ensaios com modelo em escala. As simulações foram conduzidas para ondas de popa na região identificada pelos critérios de nível 2 da IMO como suscetível a ocorrência de surf-riding. O modelo desenvolvido permite identificar as diversas forças que levam à ocorrência do fenômeno e indicam que, até uma certa altura de onda, o modelo numérico é compatível com o nível 2 de predição de vulnerabilidade da IMO.This dissertation focused on the direct evaluation of the surf-riding phenomenon, one of the five failure modes considered by the second-generation intact stability criteria (SGISC) of the IMO. To achieve this, a unified numerical model of maneuverability and seakeeping was developed, integrating simultaneously the hydrodynamic forces associated with maneuvering and those resulting from wave interaction. The modeling was carried out using the ANSYS AQWA software. Propulsion, resistance, rudder, and maneuvering forces were incorporated into the simulation through an external forces routine. The resistance and propulsion forces were modeled based on experimental tests results, while the rudder and maneuvering forces were estimated using empirical models, with maneuvering coefficients calibrated from scaled model tests. Simulations were conducted for following waves in the region identified by the IMO's Level 2 criteria as susceptible to surf-riding. The results allowed for the identification of the forces that lead to the phenomenon and indicate that, up to a certain wave height, the numerical model is compatible with IMO’s Level 2 vulnerability prediction.Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)Esperança, Paulo de Tarso ThemistoclesCastillo, Claudio Alexis RodríguezOliveira, Higor Pereira de2025-04-02T14:05:05Z2025-04-02T14:05:05Z2025info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847763info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)instname:Marinha do Brasil (MB)instacron:MB2025-04-02T14:07:23Zoai:www.repositorio.mar.mil.br:ripcmb/847763Repositório InstitucionalPUBhttps://www.repositorio.mar.mil.br/oai/requestdphdm.repositorio@marinha.mil.bropendoar:2025-04-02T14:07:23Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB) - Marinha do Brasil (MB)false |
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