Influencia de la memoria fluida en la resonancia parametrica de un barco pesquero

Abstract

Basado en la literatura existente mencionada en el capítulo 1 en relación o la resonancia paramétrica y efectos de memoria fluida que afectan los movimientos del barco, se puede decir que es importante la consideración de los efectos da memoria fluida en el fenómeno de la Resonancia Paramétrica. Vale observar que en el proceso de desarrollo de la Resonancia Paramétrica, especialmente en mar de frente, los modos verticales de arfada y cabeceo son excitados en una dada frecuencia de encuentro. Por un mecanismo característicamente asociado a la desestabilización dinámica, la respuesta del barco en Resonancia Paramétrica se da en la frecuencia natural. La sintonía fundamental, del punto de vista de Mathieu, se da en la relación de la frecuencia de encuentro próxima a dos veces la frecuencia natural de rolido. Por tanto, una seria pregunta de orden teórica se coloca: las masas adicionales y amortiguamientos en arfada y cabeceo son computados en la frecuencia de encuentro, mientras que en rolido los respectivos coeficientes son computados en la frecuencia natural, o sea, en una frecuencia bien distante. Por otro lado, siendo la Resonancia Paramétrica un fenómeno esencialmente no-lineal, las respuestas envolviendo grandes excitaciones paramétricas contendrán más de una contribución en frecuencia (súper - armónicos). Esto se constituye en una segunda fuente de inseguridades en la especificación de los coeficientes hidrodinámicos participantes del modelo computacional que ordena la integración en el dominio del tempo. Finalmente, para que se investigue la Resonancia Paramétrica en el dominio del tempo en mar irregular, nuevamente se coloca la pregunta de la necesidad de representarse las acciones hidrodinámicas por medio de la integral de convolución. El objetivo de la tesis es presentar una alternativa para el cálculo de las respuestas del movimiento del barco, dando continuidad a la línea de investigación sobre el estudio de la resonancia paramétrica. De la misma forma, solucionar las ecuaciones de movimiento llevando en cuenta los efectos de la memoria fluida en la resonancia paramétrica y, en general, analizar las consecuencias de eso para el movimiento de rolido del barco. Así, en esta tesis se pretende unir los dos conceptos, el de Resonancia Paramétrica y el de memoria fluida, calculando en el dominio de la frecuencia los coeficientes hidrodinámicos y la función memoria en el dominio del tiempo, tal que con esto posamos a introducir la integral de convolución como parte de una Transformada Inversa de Fourier (T.I.F.) y relacionar los procedimientos en los dominios de la frecuencia y del tempo. Esta tesis fue parcialmente basada en el estudio realizado por Rodríguez (2004) de la Resonancia Paramétrica en tres grados de libertad, arfada, rolido y cabeceo y sus no linealidades, así como se hace la aplicación de la formulación de Cummins (1962) y Bishop et al. (1973) para el análisis de movimientos de cuerpos flotantes, en el dominio del tempo. En el Capítulo 1 se hace un resumen de algunos trabajos realizados sobre la Resonancia Paramétrica y estudios que envuelven la influencia de la memoria fluida basados en el trabajo de Cummins (1962) y Bishop et al. (1973). En el Capítulo 2 se desarrolla el modelo formulado con base en los sistemas de coordenadas utilizados. El modelo matemático integro-diferencial en el dominio del tiempo incluye la función memoria fluida como principal aporte en el cálculo de las fuerzas y momentos del barco. Se presentan las ecuaciones del movimiento del barco a nivel lineal y no lineal. Son introducidos los términos de acoplamientos entre los movimientos de arfada, cabeceo y rolido del barco. En el Capítulo 3, se presenta de inicio modelos de formas simples para validar el modelo propuesto (semi-esfera y cilindro vertical) ambos en decaimiento en arfada. Y aún se presenta un modelo analítico que calcula los coeficientes hidrodinámicos y la función memoria fluida y se compara con el modelo propuesto de forma numérica. Finalmente, se presentan los decaimientos de arfada para un barco porta - contendor y barco pesquero transom stern en decaimiento en rolido. Se presentan las respuestas de las series temporales calculadas con el modelo propuesto, que incluye los efectos de la memoria fluida en la Resonancia Paramétrica y se compara con el modelo de Rodríguez (2004). Las no linealidades debidas al amortiguamiento y velocidad de avance, así como la expansión de la restauración y o efectos debido al paso de la ola hasta tercera orden y los efectos de la memoria fluida en los tres grados de libertad arfada rolido y cabeceo son analizados. En el Capítulo 4, se presentan las conclusiones y observaciones obtenidas en el desarrollo de este trabajo. Se analiza la importancia de la inclusión de los efectos da memoria fluida, específicamente sobre el Rolido Paramétrico. Al final son hechas las recomendaciones para trabajos posteriores en la continuación a esta línea de investigación.