Modelado por Elementos Finitos de Propulsores Navales

El modelado computacional de helices y propulsores navales esta siendo utilizado cada vez con mas frecuencia para mejorar y optimizar las tecnicas de diseno. Dada la variabilidad de condiciones de operacion de las embarcaciones comerciales se hace practicamente imposible el uso de componentes estandarizadas y, por lo tanto, es muy frecuente que las caracteristicas de los propulsores tengan que ser calculadas en base a las especificidades operacionales de cada buque. De esta manera, la simulacion computacional ha ganado terreno como herramienta de diseno, fundamentalmente porque puede aportar informacion relevante a bajo costo y evaluar con rapidez las diferentes alternativas posibles para llegar a la seleccion adecuada del tipo de impulsor y sus principales caracteristicas. Mas aun, estas tecnicas permiten evaluar el desempeno de los propulsores cuando la incidencia del casco en los patrones de flujo no puede ser despreciada. Para ello es necesario tener en cuenta que estos componentes son elementos rotantes, con movimiento relativo respecto a la carena. De esta manera, en el modelado se impone la necesidad de utilizar dominios segregados para uno y otro componente. El dominio rotante es resuelto usualmente como dominio no-inercial llevando en cuenta los efectos de aceleraciones centrifugas y de Coriolis. Alternativamente, dicho dominio puede tratarse con una formulacion Arbitrariamente Euleriana-Lagrangeana o ALE. En razon de esto, en el presente trabajo se comparan los resultados derivados de ambas formulaciones alternativas. Las ecuaciones resultantes se discretizan por medio del metodo de Elementos Finitos. Se comparan los resultados correspondientes a cada una de las formulaciones y el costo computacional asociado a las mismas. Adicionalmente, se obtienen los coeficientes de empuje Kt y torque Kq comparandose con aquellos de las fuentes documentales utilizadas comunmente en ingenieria naval para el calculo de propulsores.