Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Dep. de Engenharia Naval e Oceânica
PROGRAMA DE PREDIÇÃO DE VELOCIDADES E
SIMULADOR DINÂMICO DE VELEIROS
Cesar Illuminati
Vinícius do Prado
Prof. Dr. Alexandre N. Simos
Introdução
o Programa de Predição de Velocidades
o Estimativa do desempenho de uma embarcação
o Uso de modelos semi-empíricos
o Equilíbrio estático em quatro graus de liberdade
o Simulador dinâmico
o Estimativa do comportamento dinâmico
o Uso de modelos semi-empíricos
o Modelagem dos regimes transientes
Programa de Predição de Velocidades
o Inputs
• Dimensões do barco
• Parâmetros de estabilidade do barco
• Condição de vento
 Velocidade
 Ângulo
Programa de Predição de Velocidades
o Modelo hidrodinâmico
• Forças de sustentação e resistência no casco, quilha e leme
• Oossanen (1993)
o Modelo aerodinâmico
• Forças de sustentação e resistência nas velas e mastros
• Combinações de vela (upwind e downwind)
• Otimização do Reef e Flat
• Hazen (1980), adotado pela IMS
Programa de Predição de Velocidades
o Interface gráfica
• Facilita ao usuário entrada dos dados necessários
Programa de Predição de Velocidades
o Resultados
•Velocidade de avanço
• VMG (velocity-made-good)
• Ângulo de banda
• Ângulo de deriva
• Ângulo de leme
• Ângulo de pitch
 Gráficos em função do ângulo de vento
 Salvos em tabelas do Excel
Programa de Predição de Velocidades
o Testes
• Testes realizados com barcos bastante diferentes
YD40
Poli19
LOA (m)
12,05
5,74
BOA (m)
3,71
2,36
Tcb (m)
0,57
0,256
Desloc (ton)
8,12
0,775
I (m)
16,9
6,3
J (m)
4,3
2,04
P (m)
15,1
7,08
E (m)
4,7
2,72
Programa de Predição de Velocidades
VMG
Polar da Velocidade
Banda
Simulador Dinâmico de Veleiros
Desempenho
dinâmico
Simulador Dinâmico de Veleiros
o Parâmetros de controle
Controle externo do ângulo
de leme e do ângulo de vela-mestra
pelo usuário
Simulador Dinâmico de Veleiros
Simulador Dinâmico de Veleiros
o Modelagem do Sistema
• Ridder
et al (2004)
o Modelagem de Forças
• Ridder et al (2004) - (resultados da série de Delft)
• Klaka et al (2004) - (modelo de amortecimento em roll)
• Aerodinâmica: coeficientes aerodinâmicos como
parâmetros de entrada
• Massas e inércias adicionais nos eixos y e z estimadas
por modelos aproximados
Simulador Dinâmico de Veleiros
o Resultados
• Simulação
de manobra entre situação de contravento
de 50° por boreste e contravento de 50° por bombordo
Conclusão
o VPP e Simulador fornecem informações valiosas para o projeto
de embarcações a vela
o Programas inseridos em um contexto mais amplo de
desenvolvimento da área de vela do DENO-USP
o Futura validação experimental
Agradecimentos