Análisis CFD del comportamiento hidrodinámico de una hélice de paso controlable en flujo libre
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Date
2015-06-04
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Abstract
El TFG se centra en la aplicación de las herramientas de la Dinámica de Fluidos Computacional a una hélice de propulsión de paso controlable. Para el análisis se asume que la hélice recibe un flujo de velocidad uniforme. Con ello se independizan las prestaciones de la hélice del buque y permite validar los resultados de la simulación con los ensayos de flujo libre realizados en canales hidrodinámicos. Como punto de partida se dispone de la geometría CAD del propulsor y de los resultados experimentales obtenidos en el canal hidrodinámico. Como primer paso se realiza un reconocimiento de la geometría de la hélice. Con ayudas de programas CAD se comprueban mediciones como el diámetro de la punta y raíz del álabe, paso y longitudes de cuerda, área de bloqueo, etc. Además se realizan desarrollos cilíndricos para identificar el perfil de ala. A continuación se lleva a cabo una revisión de los diferentes canales hidrodinámicos y se explica el tipo de ensayo particular en el que fueron medidas las variables de funcionamiento de la hélice objeto de este TFG. Se obtienen los coeficientes de avance, de empuje, de par y eficiencia de propulsión a través del análisis dimensional que consigue comprimir los resultados y a la vez facilita su interpretación. La metodología CFD comienza con la definición del dominio computacional. Acto seguido se lleva a cabo la discretización del dominio. Ya en la etapa de resolución se definen las condiciones de contorno y se seleccionan los esquemas numéricos siguiendo recomendaciones internas del programa y de fuentes bibliográficas. En la fase de post-procesado se extraen los resultados, se visualizan contornos de las variables de interés y vectores de velocidades. Los resultados globales se adimensionalizan y se llevan a una gráfica donde se comparan con los experimentales.
Description
Keywords
hélice de paso controlable, CFD, canal hidrodinámico, adimensionalización, Open Water Test