On the analysis of the scale effects in marine propellers using computational tools

• Autores: Amadeo Morán Guerrero
• Directores de la Tesis: Leo Miguel González Gutiérrez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José María González Alvárez-Campana (presid.), Francisco Pérez Arribas (secret.), José Azcona Armendáriz (voc.), Ramón Quereda (voc.), Francisco J. Huera Huarte (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingenieria Naval y Oceánica por la Universidad Politécnica de Madrid
• Materias:
  • Física
    • Física de fluidos
      • Mecánica de fluidos
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología naval
      • Arquitectura naval
      • Hélices
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • Actualmente una de las formas más precisas, fiables y aceptadas a nivel mundial para conocer los valores de par y empuje de un propulsor determinado es a partir de ensayos a escala modelo, concretamente con el ensayo de propulsor aislado. Posteriormente estos resultados pasan por el filtro de los modelos de extrapolación, los cuales son los encargados de aplicarle correcciones a los resultados obtenidos debido a no poder cumplirse la igualdad de Reynolds entre los ensayos y la escala real. Todavía hay bastante controversia acerca de los modelos de extrapolación a utilizar y de si dichos modelos, mundialmente aceptados, son válidos para los diseños actuales de hélices. Gracias a los avances en los modelos matemáticos para simulación de fluidos y a las mejoras en potencia de cálculo, hoy en día, cuando se trata de comparar distintas alternativas, cada vez más se opta por realizar simulaciones numéricas del ensayo de propulsor aislado a un coste relativamente bajo. En esta tesis, se estudian mediante herramientas computacionales los modelos más apropiados para la simulación de propulsores a escala modelo, incluyendo la modelización del fenómeno de la transición de flujo laminar a turbulento. Gracias a la inclusión de esos modelos se ha podido realizar un estudio de los efectos de escala debidos a la variación de la resistencia y la sustentación de las secciones para un propulsor, siendo esta última un factor importante en los efectos de escala en este caso. Finalmente, se presentan dos nuevos modelos alternativos para la obtención de la resistencia de fricción de las secciones del propulsor, uno de ellos realizando una pequeña modificación de uno ya existente y otro aplicando redes neuronales a este problema en concreto. Para este último estudio se ha utilizado una base de datos de siete propulsores.