Development of a propeller Lifting-Line tool for analysis and design. (2019)
- Authors:
- Autor USP: CHREIM, JOSÉ RODOLFO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: AERODINÂMICA; HIDRODINÂMICA; PROPULSÃO; CASCO DE EMBARCAÇÕES
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O desenvolvimento de propulsores marítimos é fundamental no projeto de embarcações, visto que a determinação embarcação-propulsor apropriada possibilita maximizar a relação empuxo-torque, diminuir emissões de gases estufa ou ainda minimizar vibrações. O projeto de propulsores é complexo e requer conhecimento de diversas disciplinas em conjunto ao uso de ferramentas de engenharia. Em se tratando da hidrodinâmica de propulsores, as ferramentas existentes podem ser classificadas de acordo com o custo-fidelidade, e ora é mais interessante rapidez em detrimento à precisão - como na etapa preliminar -, ora é mais adequado precisão às custas de tempo - como na etapa de detalhamento. O objetivo deste trabalho é apresentar uma moderna formulação da Linha de Sustentação para análise de propulsores: dado um propulsor, a formulação rapidamente obtém curvas de empuxo e torque em água aberta em regiões próximas à de operação ótima. A vantagem está na rapidez em se avaliar a influência das características do propulsor nestes parâmetros. Seu desenvolvimento se inicia a partir da Linha de Sustentação para asas: adaptações são feitas para incorporação da viscosidade na sustentação e no arrasto e para asas com enflexamento e diedro, funcionando adequadamente para regimes de vôo até o início do estol. A formulação de asas é adaptada para propulsores moderadamente carregados, transportando as propriedades de inclusão de viscosidade nos cálculos das forças e momentos e de propulsores com distribuições de caimento e assimetria de contorno. Ambas as formulações são verificadas e validadas através de procedimentos recomendados por sociedades creditadas; a verificação se limita ao estudo de convergência de malha, e a validação é feita pela comparação dos resultados numéricos com dados experimentais disponíveis na literatura.Da verificação resultam taxas de convergência satisfatórias para pelo menos uma das discretizações propostas, indicando possibilidade de simulação das asas e propulsores propostos; a validação demonstra boa aderência entre os resultados numéricos e experimentais para faixas de operação dentro da validade da teoria de fólio fino (asas) e próximas do coeficiente de avanço de projeto (propulsores), indicando a capacidade de simulação, as limitações associadas aos regimes de operação e a influência da viscosidade nas forças e momentos. As formulações atendem as expectativas e especial atenção é dada à de propulsores, pois foi desenvolvida para análise hidrodinâmica, algo não típico de métodos de linha de sustentação. A incorporação de viscosidade e a simulação de propulsores com assimetria de contorno e caimento - sem a necessidade de métodos auxiliares - expandem sua aplicação em relação à teoria original, assim criando uma ferramenta de baixo custo e boa fidelidade.
- Imprenta:
- Data da defesa: 12.12.2019
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ABNT
CHREIM, José Rodolfo. Development of a propeller Lifting-Line tool for analysis and design. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-05102021-091707/. Acesso em: 28 fev. 2026. -
APA
Chreim, J. R. (2019). Development of a propeller Lifting-Line tool for analysis and design. (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-05102021-091707/ -
NLM
Chreim JR. Development of a propeller Lifting-Line tool for analysis and design. [Internet]. 2019 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-05102021-091707/ -
Vancouver
Chreim JR. Development of a propeller Lifting-Line tool for analysis and design. [Internet]. 2019 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-05102021-091707/
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