Capitolo1 - Introduzione
1. Introduzione
L'obiettivo della tesi è stata la determinazione di una configurazione ottimale della deriva di un catamarano da competizione, effettuata soddisfacendo i vincoli di progetto imposti nelle specifiche.
La deriva è un'appendice posizionata sotto lo scafo ed ha il compito principale di bilanciare la componente laterale della forza aerodinamica generata dal piano velico.
Lo studio è stato suddiviso in due fasi: in primo luogo è stata sviluppata una procedura di ottimizzazione rivolta a determinare le forme dei profili al root e al tip, la curvatura e l'inclinazione della deriva; successivamente, sulla geometria ottimizzata, è stato verificato un ulteriore vincolo di ingombro imposto dai regolamenti della competizione.
Poiché tale vincolo non veniva rispettato dalla configurazione ottimale, quest'ultima è stata modificata, giungendo alla definizione di due nuove configurazioni.
Infine sono state confrontate le caratteristiche geometriche e aerodinamiche delle configurazioni ottenute.
Nel Capitolo 3 viene presentato lo schema logico dell'ottimizzazione fluidodinamica.
Il ciclo di ottimizzazione della deriva del catamarano, rappresentato sotto forma di diagramma di flusso, è stato sviluppato in ambiente modeFRONTIER®, nel quale è stato necessario importare il modello geometrico della deriva e impostare il solutore aerodinamico(Cap.6).
Il modello geometrico di tipo parametrico, presentato nel Capitolo 4, è stato realizzato tramite il software CATIA V5®.
La risoluzione del problema fluidodinamico si è basata sulla tecnica CFD (Computational Fluid Dynamics) che permette lo studio di problemi di fluidodinamica utilizzando metodi numerici (Cap.5).
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Capitolo1 - Introduzione
Si è scelto di utilizzare il software STARCCM+®, che risolve le equazioni di Navier- Stokes in forma di Reynolds (RANS) per flussi turbolenti con la possibilità di utilizzare diversi modelli di turbolenza. Le equazioni del problema vengono risolte dal software in maniera iterativa, sui nodi di una griglia ottenuta dalla discretizzazione del dominio di calcolo, e una volta raggiunto il livello di accuratezza desiderato il calcolo viene interrotto.
Gli obbiettivi della procedura di ottimizzazione hanno riguardato due funzioni fluidodinamiche sviluppate sulla deriva del catamarano: la resistenza e la forza verticale.
Nella seconda fase è stato nuovamente utilizzato il software CATIA V5® per la definizione della geometria delle due nuove configurazioni che successivamente sono state simulate in ambiente STARCCM+® per determinare le loro proprietà fluidodinamiche.
Nel Capitolo 7 sono riportati i risultati dell'ottimizzazione e nel capitolo 8 le caratteristiche geometriche e aerodinamiche delle due nuove configurazioni.
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