Estimação de coeficientes hidrodinâmicos de um veículo submarino semi-autônomo

• Autor(a) principal: Julca Avila, Juan Pablo
• Data de Publicação: 2003
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3132/tde-06032024-082259/
• topic: Model vessels; Modelo de embarcações; Submarines; Submarinos; Tanque de provas (Ensaios); Test tank (Tests)

Um veículo submarino semi-autônomo, tipo open-frame, está sendo desenvolvido na Escola Politécnica da USP para dar suportes as tarefas submarinas de instalação e transporte de equipamentos em poços petrolíferos localizados em águas profundas. A primeira missão concedida ao veículo é a recuperação de transponders utilizados no posicionamento dinâmico de navios. O veículo que executará esta missão inclui vasos de pressão para a instrumentação e módulos de controle e, um sistema de oito propulsores. Este trabalho apresenta uma abordagem experimental para estimar as características hidrodinâmicas do veículo submarino nos movimentos longitudinal, lateral e vertical. A abordagem é baseada em provas com modelos de escala reduzida (1:2) num tanque de provas. Dois grupos de provas foram executados. O primeiro grupo consiste de provas hidrodinâmicas estáticas para obter os coeficientes de arrasto através do movimento translacional do modelo à velocidade constante. Os resultados obtidos das provas mostraram que na faixa de velocidades de 0.2m/s até 0.8m/s não há dependência dos coeficientes de arrasto com o número de Reynolds. No segundo grupo, uma montagem com o modelo formando um sistema massa-mola foi usado para estimar os coeficientes de massa adicionada do veículo quando está em movimento acelerado. Esta técnica é baseada na medida da freqüência natural da vibração do modelo na água. Foram também executadas provas estáticas e dinâmicas dos propulsores em condições de bollard-pull (amarramento). O modelo de força dos propulsores foi identificado experimentalmente colocando-se o conjunto motor/hélice/duto no tanque de provas e medindo-se o empuxo produzido a partir de uma tensão elétrica aplicada ao motor.