Sommario ... I  Indice ... II  Elenco delle Figure ... V  Elenco delle Tabelle ... VIII 

Indice

II

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Sommario ... I  Indice ... II  Elenco delle Figure ... V  Elenco delle Tabelle ... VIII 

1. Introduzione... 1 

2. La Navigazione a Vela ... 4 

2.1  Introduzione ... 4 

2.2  La barca a vela durante la navigazione ... 4 

2.2.1  Le forze Aerodinamiche ... 5 

2.2.2  Le Forze Idrodinamiche ... 9 

2.3  Equilibrio delle forze e dei momenti ... 10 

2.4  La deriva ... 13 

2.4.1  Il Bulbo ... 13 

2.4.2  La Lama ... 13 

2.5  Vincoli di Progetto ... 14 

3. Ottimizzazione della Lama ... 15 

3.1 Introduzione ... 15 

3.2 Procedura di Ottimizzazione ... 15 

3.2.1 Definizione della geometria... 16 

3.2.2 Definizione delle variabili di ottimizzazione ... 17 

3.2.3 Definizione delle condizioni di ottimizzazione ... 18 

3.2.3 Definizione della funzione obiettivo e dei limiti di ottimizzazione ... 22 

3.3 Scelta del codice di calcolo ... 23 

3.3.2 Il metodo e

... 24 

3.4 Implementazione della procedura con modeFRONTIER™ ... 24 

3.5 Risultati della procedura di ottimizzazione ... 29 

3.6 Analisi della soluzione con codice RANS ... 35 

4. Ottimizzazione della Deriva ... 44 

4.1  Introduzione ... 44 

4.2  Schema applicativo della procedura di Ottimizzazione ... 44 

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III

4.4.1  Definizione degli Input della Procedura di Calcolo ... 45 

4.4.2  Ciclo Iterativo di Calcolo e Definizione della Soluzione Ottima ... 46 

4.5  Software utilizzati per l’implementazione della procedura ... 50 

4.5.1  Modellazione e Modifica della Geometria ... 50 

4.5.2  Generazione della Mesh e calcolo della Soluzione del Flusso ... 51 

5. Definizione della Geometria della Deriva ... 52 

5.1 Introduzione ... 52 

5.2 Generazione delle superfici ... 52 

5.2.1 Geometria del Bulbo ... 53 

5.2.2 Geometria della Lama ... 57 

5.3 Generazione delle superfici ... 58 

5.4  Tool modeFRONTIER

per la generazione del modello CAD... 59 

6. Analisi CFD della Deriva ... 60 

6.1 Introduzione ... 60 

6.2 Definizione del modello per l’analisi CFD ... 61 

6.3 Generazione della griglia di calcolo ... 62 

6.3.1 Definizione del dominio di calcolo ... 63 

6.3.2 Mesh del dominio di calcolo ... 64 

6.3.3 Definizione delle condizioni al contorno ... 66 

6.4 Caratteristiche dell’analisi CFD ... 67 

7. Implementazione della Procedura di Ottimizzazione della Deriva ... 70 

7.1 Introduzione ... 70 

7.2 Definizione degli input della procedura ... 70 

7.2.1 Selezione del modello da ottimizzare ... 73 

7.2.2 Selezione delle variabili di ottimizzazione ... 74 

7.2.3 Definizione del set iniziale di design ... 76 

7.2.4 Selezione delle caratteristiche della procedura di ottimizzazione ... 77 

7.2.5 Definizione dello script MATLAB

... 79 

7.2.6 Definizione della funzione obiettivo ... 80 

7.2.7 Avvio della procedura di ottimizzazione e definizione della sessione di lavoro ... 82 

7.2 Ciclo di ottimizzazione ... 83 

8. Applicazione della Procedura di Ottimizzazione della Deriva ... 89 

8.1 Introduzione ... 89 

8.2 Modello iniziale ... 89 

Indice

IV

8.3 Ottimizzazione con l’algoritmo MOGA II ... 91 

8.4 Risultati della procedura di ottimizzazione ... 96 

9. Conclusioni ... 104 

Appendici ... 107 

A. Curve di Bézier, B–Spline e NURBS ... 108 

A.1  Introduzione ... 108 

A.2  Rappresentazioni geometriche ... 108 

A.3  Le Curve di Bézier ... 110 

A.4  Le B-Spline e le NURBS ... 112 

B. modeFRONTIER

... 116 

B.1  Introduzione ... 116 

B.2  Caratteristiche generali ... 116 

B.3  Algoritmi di Ottimizzazione ... 119 

B.3.1 Algoritmi utilizzati ... 120 

B.4  Multi Objective Algorithm ... 121 

B.5  Simplex ... 123 

B.6  Multi Criteria Decision Making ... 124 

Bibliografia ... 126 

Ringraziamenti ... 127