TCC - Engenharia Naval ANÁLISE DO ESCOAMENTO AO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA NAVAL
“ANÁLISE DO ESCOAMENTO AO REDOR DO
CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO
EMPURRADOR “JANAÚ V”.
Autores:
Orientador:
RODRIGO SANTOS VITELLI - 0602300201
YURI VICTOR REMÍGIO GUEDES - 0602300201
Profº. Dr. HITO BRAGA DE MORAES
Co-Orientadores: Eng. Naval Gabriel Jones Ohana
Profº. Dr. Alexandre Alho.

1. INTRODUÇÃO
1.1 JUSTIFICATIVA
Interesse de modificação;
Incerteza dos resultados;
1.2 OBJETIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS
Analisar a interação fluido - estrutura do casco da
embarcação pelo método de volumes finitos com o
auxilio do software ANSYS11 – CFX;
Comparar os resultados do escoamento no casco
original e no casco modificado;
1.3 RESULTADOS ESPERADOS
Comparar as características hidrodinâmicas do casco
original com o modificado;
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2. METODOLOGIA
Análise com modelo em escala reduzida
Análise numérica/computacional com CFD
Figura 7: Imagem de um Modelo em Escala Reduzida
em um tanque de provas.
http://www.portosenavios.com.br/site/revista/industrianaval/4731-em-alto-mar.
Figura 8: Modelo CFX com Domínio em Volumes Finitos.
Fonte: Introduction to CFD – ANSYS Training Manual.
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3. ESTUDO DE CASO
3.1 RESUMO DO PROBLEMA;
4 anos fora de operação;
5 naufrágios;
Condição de estabilidade insatisfatória.
Figura 9: Empurrador Fluvial JANAÚ V
Fonte: Foto Cedida Pela Empresa LINAVE.
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4. ESTUDO DE CASO
4.2 CARACTERIZAÇÃO DO PROBLEMA
4.3.1 Descrição da embarcação:
CASCO LOA BOCA PONTAL
ORIGINAL 17,5 5,10 1,95
MODIFICADO 17,5 5,8 1,95
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4. ESTUDO DE CASO
Figura 13: Chapeamento finalizado do Empurrador JANAÚ V.
Fonte: Foto Própria dos Autores.
Figura 14: Novas Cavernas do Empurrador JANAÚ V.
Fonte: Foto Própria dos Autores
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5. ANÁLISE DO PROBLEMA
5.1 Modelagem Do Casco
Plano de linhas e Modelagem 3D:
Figura 15: Plano de Linhas do casco original.
Figura 16: Vista em perspectiva do casco modificado no Freeship.
Figura 17: Vista em perspectiva do casco original no freeship.
Figura 18: Plano de Linhas do casco Jumborizado.
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5. ANÁLISE DO PROBLEMA
5.2.1 Definição e Seleção da Malha:
Elementos prismáticos e tetraédricos
Análise de Convergência de malha
Res. x Tamanho do Elemento
Gráfico 1: resistência x tamanho mínimo de elemento.
Figura 20: Malha convergida.
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5. ANÁLISE DO PROBLEMA
5.2.1 Configuração das condições de contorno
Divisão em 6 faces:
Casco;
Entrada;
Saída;
Top;
Fundo;
Lateral;
Figura 21: Condições de contorno no Domínio
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO
Formação do ponto de estagnação:
Figura 22: Vista frontal dos campos de pressão –
casco original.
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Figura 23: Vista frontal dos campos de pressão –
casco modificado.

6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO
Distribuição do Campo de Pressão:
Figura 24: Distribuição dos campos de pressões no
casco jumborizado.
Figura 25: Distribuição dos campos de pressões no
casco original.
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO
Análise das Linhas de Corresnte:
Figura 27: Vista de baixo para cima das linhas de correntes
casco jumborizado.
Figura 26: Vista de baixo para cima das linhas de correntes
casco original. 12

6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
6.1 COMPARAÇÃO DAS REGIÕES DE PRESSÃO
Análise das Linhas de Corresnte:
Figura 38: linhas de corrente na popa
casco original.
Figura 39: linhas de corrente na popa
casco modificado.
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
6.2 COMPARAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS
Resistência Casco Original: 33,59 KN
Resistência Casco Modificado: 36,14 KN
Resistência Estimada Por Outros Métodos:
Van Oortmeersen:
Casco Original: 34,33 KN;
Casco Modificado: 36,55 KN;
Holtrop:
Casco Original: 42,29 KN;
Casco Modificado: 36,43 KN;
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6 ANÁLISE E COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS
6.2 COMPARAÇÃO DAS RESISTÊNCIAS
Gráfico 2: Comparativo entre as Resistência do
Casco Original.
Gráfico 3: Comparativo entre as Resistência do
Casco Modificado.
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7 CONCLUSÃO
Desenvolvimento de um modelo Numérico – CFD
Análise da Resistência ao Avanço-Resistência
Viscosa
Pequenas Alteração no Campo de Pressão, Linhas
de corrente, Campos de Velocidade;
Descolamento das Linhas de Corrente e da
Resistência ao Avanço;
Não Foram suficientemente
Grandes para Comprometer a Propulsão
Jumborização: Solucionou o problema de
Estabilidade e foi satisfatória em termos
Hidrodinâmicos
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8. REFERÊNCIAS PRINCIPAIS
Jones Ohana, Gabriel. Desenvolvimento Do Projeto De
Uma Embarcação Do Tipo Iate E Aplicação Do Método De
Volumes Finitos Para Predizer A Resistência Ao Avanço.
2010. 205 f. TCC (Título De Engenheiro Naval) -
Universidade Federal do Pará, Belém, Pará.
De Queiroz, Natália Ferreira. Simulação com CFD de
escoamento de fluxo ao redor de um edifício de 10
andares. 2008. 54 f. Tutorial Tutorial Ansys Workbench
11.0 - Universidade Federal Do Rio Grande Do Norte Rio
Grande do Norte.
Principles of naval architecture: resistance, propulsion and
vibration. vol. 2. Jersey City, NJ, Estados Unidos: SNAME,
1988.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA
FACULDADE DE ENGENHARIA NAVAL
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CASCO E DA RESISTÊNCIA VISCOSA DO
EMPURRADOR “JANAÚ V”.
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Autores:
Orientador:
RODRIGO SANTOS VITELLI - 0602300201
YURI VICTOR REMÍGIO GUEDES - 0602300201
Profº. Dr. HITO BRAGA DE MORAES
Co-Orientadores: Profº. Dr. Alexandre Alho.
Eng. Naval Gabriel Jones Ohana