Análisis de estabilidad y flotabilidad de embarcaciones menores mediante simulación y animaciones de fluidos con hidrodinamica suavizada de partículas

Abstract

La presente investigación realizó un análisis de la estabilidad y flotabilidad de embarcaciones menores utilizando simulación y animación de fluidos con hidrodinámica suavizada de partículas. Para lograr los objetivos se implementó en un computador la simulación y animación gráfica del fluido en 2D y 3D utilizando el programa Algodoo y el lenguaje C# respectivamente. La dinámica del fluido se controló mediante el método de Hidrodinámica Suavizada de Partículas, el cual resolvió numéricamente las Ecuaciones de Navier-Stokes. En la implementación de la embarcación para los experimentos en 2D, se consideró las medidas geométricas de un cuerpo rígido de forma rectangular. Se realizaron los experimentos de flotación con ayuda del programa Algodoo y se determinó sucesivamente para diversos escenarios el metacentro transversal y longitudinal de la embarcación. Aplicando herramientas estadísticas se determinó la altura metacéntrica experimental que luego fue comparado con resultados teóricos. Ambos resultados concluyeron que la embarcación experimental es una nave estable. Para la embarcación en 3D, se consideró un cuerpo rígido en forma de caja conformado por partículas. Se realizó una demostración cualitativa de navegación en 3D de la embarcación conformada por partículas demostrándose buenas potencialidades del método en el análisis de estabilidad de embarcaciones.