dc.contributor |
Mellibovsky Elstein, Fernando |
dc.contributor.author |
Lorenzo Mora, Alejandra |
dc.contributor.author |
Ferrer Font, Eduard |
dc.date |
2012-10-29 |
dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/2099.1/19189 |
dc.language.iso |
spa |
dc.publisher |
Universitat Politècnica de Catalunya |
dc.rights |
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Spain |
dc.rights |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
dc.rights |
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/es/ |
dc.subject |
Àrees temàtiques de la UPC::Aeronàutica i espai::Aerodinàmica |
dc.subject |
Sailboats --Aerodynamics |
dc.subject |
Sailboat |
dc.subject |
Dynamical system |
dc.subject |
Model |
dc.subject |
Simulation |
dc.subject |
Optimisation |
dc.subject |
Veles (Navegació) -- Aerodinàmica |
dc.title |
Simulación numérica de la dinámica de un velero |
dc.type |
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
dc.description.abstract |
A sailboat is a vehicle that simultaneously "flies" in air and water. The dynamics can be modelled by means of the Newton laws, but closure models for the aerodynamic forces on the sail and the hydrodynamic forces on the keel, hull and rudder must be employed. The aim of this project is to model in the simplest way possible the response of a sailboat to wind, currents and sailor commands and to simulate it numerically. Also to understand the effects of some problem parameters on stability and performance and to optimise boat trajectories. The plan for the project is: 1) Model a 2d sailboat. 2) Code a time-stepper to evolve the dynamics. 3) Analyse the effects of environmental (wind and current) and boat (sizes, distances, aero/hydrodynamic coefficients...) parameters on stability and manoeuverability. 4) Code a solver to find equilibria. 5) Analyse the performances. 6) Optimise trajectories. 7) Consider ways of extending the project to 3d modelling. |
dc.description.abstract |
El objetivo de este trabajo es crear una herramienta de simulación de la
dinámica de un velero sencilla y genérica, de distribución libre, ideada
siguiendo las premisas del
paradigma
top
-
down
. Así pues, la característica más
importante del programa, y la que merece una mayor atención, es la capacidad
de englobar bajo una estructura común todos los parámetros que influyen en la
simulación. La modelización de los parámetros ha
quedado relevada a un
segundo lugar centrándose en su coherencia y restando importancia a la
exactitud o grado de fidelidad.
Se ha
modeliza
do matemáticamente
la respuesta, simplificada a 2D, de un
velero
sometido
al viento, corrientes y comandos
simplific
ados
del navegante
,
y
simula
do numéricamente
su evolución
temporal
.
Los casos de estudio se han
limitado a las situaciones en las que la fuerza propulsora del velero proviene de
la sustentación generada por la interacción vela
-
viento. Como se verá más
ade
lante la sustentación contribuye al empuje hacia adelante del velero cuando
el viento aparente, el que percibe realmente el velero en contraposición al
viento real, presenta un ángulo con respecto la línea de crujía, situada en el
plano de simetría del vel
ero, menor a 110º.
La simulación permit
e
evaluar
la
estabilidad del conjunto en distintas condiciones y, mediante iteración,
encontrar las velocidades máximas para cada rumbo, respecto al viento real,
junto con la configuración de controles óptima
.
Para l
a simulación se han modelizado en primer lugar los parámetros de
entorno y las geometrías del velero así como los controles: ángulo de deflexión
del timón y de la vela. A continuación, mediante aproximación por coeficientes
adimensionales, se han modelizad
o
las fuerzas y momentos aero e
hidrodinámicos que actúan
sobre
el
velero
. Finalmente se ha programado el
integrador, que trabaja con el resto de componentes para predecir el comportamiento futuro del velero. |