1 Capitolo 1
INTRODUZIONE
Il presente lavoro di tesi riguarda lo studio fluidodinamico e l’ottimizzazione dello scafo di un catamarano da regata Classe A, una tipologia di imbarcazione che negli ultimi anni sta riscuotendo grande successo grazie alle prestazioni che è in grado di raggiungere nonostante le dimensioni contenute (lunghezza dello scafo di 5,5m e altezza dell’albero di circa 9m) e per la necessità di una sola persona come equipaggio che semplifica notevolmente il suo utilizzo.
La prima fase del lavoro svolto riguarda gli scafi del catamarano, dei quali si è definito un modello derivato da una geometria esistente, tutt’oggi in produzione e presente in gran numero nei campi di gara e una geometria al contrario derivata dagli scafi AC72 presenti in Coppa America, opportunamente ridimensionata nelle dimensioni consentite per regolamento nella Classe A.
Queste geometrie sono state realizzate tramite un modello 3D in ambiente CATIA. A partire da tale modello, si ottiene, attraverso delle opportune funzionalità del software utilizzato, un insieme di punti (punti di Bezier) attraverso i quali è possibile ricostruire la geometria.
Nella seconda fase tali geometrie sono state confrontate tramite il software di simulazione fluidodinamica STAR-CCM+, con l’obiettivo di selezionare la geometria dello scafo che offrisse la minore resistenza all’avanzamento.
Tale analisi è stata condotta simulando l’avanzamento degli scafi su una superficie d’acqua che non presentasse moto ondoso e a diverse velocità di avanzamento: 5, 8 13 m/s, equivalenti a circa 10, 15 e 25 nodi.
Nella terza fase si è scelta la geometria che avesse la minore resistenza ed è stata ottimizzata tramite il software ModeFRONTIER.
All’interno di tale software è possibile definire una procedura automatizzata in modo da usare il campo di variazione dei parametri di definizione della geometria e calcolare la funzione obiettivo da estremizzare. Quest’ultimo passo è possibile grazie all’importazione delle geometrie modificate all’interno del solutore CFD, STAR-CCM+ e impostando come funzione obiettivo da minimizzare la resistenza all’avanzamento.
In uscita dall’intero ciclo di ottimizzazione si ha quindi la geometria che, limitatamente all’insieme di quelle considerate, soddisfa al meglio le caratteristiche richieste.
Infine si sono fatte nuove simulazioni CFD della geometria ottimizzata per analizzare più nel dettaglio di quanto siano migliorate le prestazioni dello scafo del catamarano.
