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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2002.tde-08022024-144007
Document
Author
Full name
Valentina Domiciano
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2002
Supervisor
Committee
Conti, Mardel Bongiovanni de (President)
Aranha, Jose Augusto Penteado
Veiga, Jorge Pinheiro da Costa
Title in Portuguese
Cálculo da resistência de ondas através de um método de elementos de contorno.
Keywords in Portuguese
Escoamento potencial
Ondas
Problemas de contorno
Resistência ao avanço
Abstract in Portuguese
Com o objetivo de calcular a resistência devida à formação de ondas, utiliza-se um método de elementos de contorno para resolução do escoamento potencial tridimensional em torno de um corpo que avança com velocidade constante na presença de superfície livre, em águas originalmente calmas. De forma a possibilitar a linearização do problema, admite-se que o potencial é composto por três parcelas que são: o escoamento uniforme ao longe, a perturbação devida à presença do corpo e a perturbação devida à presença da superfície livre. O problema é dividido em duas etapas. Na primeira etapa a superfície de separação ar-água é suposta rígida, sendo a presença do corpo a única fonte de perturbação. Na segunda etapa são incluídos os efeitos da presença da superfície livre. A condição de contorno sobre a superfície do corpo é imposta em sua forma exata, enquanto a condição de contorno sobre a superfície livre é linearizada em relação ao escoamento ao longe. Uma equação integral sobre a superfície de contorno do escoamento é obtida através da aplicação da identidade de Green. A função de Green utilizada é a fonte de Rankine. Discretiza-se a superfície de contorno em painéis planos, sobre os quais o potencial de perturbação é suposto distribuído de acordo com "splines" parabólicas. A resistência de ondas é calculada através do método de corte transversal. Alguns exemplos de aplicação são apresentados, cujos resultados são comparados com formulações analíticas e valores experimentais.
Title in English
Untitled in english
Keywords in English
Boundary problems
Potential flow
Progression resistance
Waves
Abstract in English
The goal of this work is the calculation of wave resistance using a boundary element method for resolution of the three dimensional potential flow around a body advancing with constant speed nearby a free surface, in otherwise calm water. In order to linearize the problem, the potential is assumed composed by three parts: the uniform free stream, the perturbation due to the presence of the body and the perturbation related to the free surface. The problem is divided in two steps. In the first one, the surface between water and air is assumed to be a rigid wall, being the perturbations caused by the body presence. In the second step, the effects of the free surface are included. The boundary condition on the body surface is imposed in its exact form, while the boundary condition on the free surface is linerized about the incoming stream. An integral equation over the flow boundary surface is obtained by applying Green´s identity. The Rankine source is used as the Green´s function. The boundary surface is discretized in planar panels, over which the perturbation potential is described by parabolic splines. The wave resistance is calculated using the transversal cut method. Some application examples are presented, being the results compared to analytical formulations and experimental values.
 
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Publishing Date
2024-02-08
 
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