En ingeniería marina , una prueba de movimiento de un barco es una prueba hidrodinámica realizada con modelos de barcos con el propósito de diseñar un barco nuevo (de tamaño completo) o refinar el diseño de un barco para mejorar su rendimiento en el mar. [1] Las pruebas se llevan a cabo en una cuenca de modelo de barco o "tanque de remolque". [2] Hay varios tipos de prueba: el modelo puede remolcarse a lo largo de una línea recta o una trayectoria circular, y puede estar sujeto a oscilaciones. Las fuerzas que actúan sobre el barco se miden utilizando un dinamómetro . [2] Las pruebas pueden evaluar el diseño general o centrarse en las características de una hélice . [2]
Las derivadas dependientes de la velocidad Yv y Nv del buque en cualquier calado y asiento se pueden determinar a partir del modelo de prueba llevado en el tanque de remolque. [2] El modelo se remolca con una velocidad constante correspondiente a un número de Froude del buque dado en varios ángulos de ataque , β. Un dinamómetro en el origen O, mide la fuerza Y y el momento N experimentados por el modelo en cada valor de β. Los valores dimensionales del buque de las derivadas se pueden obtener entonces multiplicando las derivadas adimensionales por las mismas combinaciones respectivas de longitud del buque, velocidad del buque y densidad del agua del mar.
También se puede utilizar para determinar los efectos de acoplamiento cruzado de v en Yδ y Nδ y de δR en Yv y Nv.
La instalación de brazo giratorio [3] mide las derivadas rotatorias Yr y Nr en el modelo, en un tipo especial de tanque y aparato de remolque llamado instalación de brazo giratorio. En esta instalación, se impone una velocidad angular en el modelo fijándolo al extremo de un brazo radial y girando el brazo alrededor de un eje vertical fijado en el tanque. El modelo está orientado con su eje x y eje z normales al brazo radial y está unido al brazo preferiblemente en la mitad de la longitud del modelo. Como resultado de la orientación particular, a medida que el modelo gira alrededor del eje del tanque, gira a la velocidad r mientras que su componente de velocidad transversal v es en todo momento cero ( ángulo de ataque de guiñada β = 0), y su componente de velocidad axial u1 es idéntica a su velocidad lineal. El modelo gira a una velocidad lineal constante en varios radios R, y el dinamómetro mide la fuerza Y y el momento N que actúa sobre el modelo. Las derivadas Yr y Nr se obtienen evaluando las pendientes en r = 0.
La función de brazo giratorio también se puede utilizar para determinar Yv y Nv, así como Yr y Nr. Al representar gráficamente de forma cruzada los valores de Yv y Nv obtenidos en cada valor r frente a r, se pueden obtener los valores de Yv y Nv en r=0.
El mecanismo de movimiento planar (PMM) [4] se puede utilizar en lugar de la prueba de brazo giratorio donde las instalaciones del tanque de remolque son más largas y estrechas. Puede medir las derivadas dependientes de la velocidad Yv y Nv, las derivadas rotatorias Yr y Nr, así como las derivadas de aceleración Yύ y N ύ.
El PMM consta de dos osciladores, [2] uno de los cuales produce una oscilación transversal en la proa y el otro una oscilación transversal en la popa mientras el modelo se mueve hacia abajo por el tanque de remolque a una velocidad constante medida a lo largo de la línea central del tanque de remolque.
El sistema de mecanismo de movimiento planar DTMB fue concebido y desarrollado conjuntamente por el autor y el Sr. Alex Goodman, ambos miembros del personal del Laboratorio de hidromecánica de la cuenca modelo David Taylor. Se han iniciado procedimientos de patente en nombre del Departamento de la Marina de los Estados Unidos con los nombres de los señores Gertler y Goodman como creadores del sistema. Los creadores desean expresar su gratitud a los numerosos miembros del Departamento Industrial de la Cuenca Modelo cuyas contribuciones y esfuerzos en el diseño y la construcción de componentes hicieron posible el sistema definitivo. Particularmente: se debe agradecer a los señores MW Wilson, JE Stern, TG Singleton, GJ Norman, 3. W. Day, PP Day, CW Scott, 3. G. Tisdale, RG Hellyer y EJ Mosher, todos del Departamento Industrial. 40
Algunas de las formulaciones dadas por la ITTC 1978 para el método de predicción del rendimiento son las siguientes: [5]
VRM2 = VAM2 + (0,75π nM de DM) 2
RncM = VRM cM / υM
KTS = KTM - ΔKT
KQS = KQM – ΔKQ
Dónde,