A time-domain finite element method for seakeeping and wave resistance problems

Serván Camas, Borja (2016). A time-domain finite element method for seakeeping and wave resistance problems. Tesis (Doctoral), E.T.S.I. Navales (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.39794.

Descripción

Título: A time-domain finite element method for seakeeping and wave resistance problems
Autor/es:
  • Serván Camas, Borja
Director/es:
  • García Espinosa, Julio
  • Souto Iglesias, Antonio
Tipo de Documento: Tesis (Doctoral)
Fecha: 2016
Materias:
Escuela: E.T.S.I. Navales (UPM)
Departamento: Mecánica de Fluidos y Propulsión Aeroespacial
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

Texto completo

[img]
Vista Previa
PDF (Document Portable Format) - Se necesita un visor de ficheros PDF, como GSview, Xpdf o Adobe Acrobat Reader
Descargar (12MB) | Vista Previa

Resumen

El objetivo de la tesis es la investigación de algoritmos numéricos para el desarrollo de herramientas numéricas para la simulación de problemas tanto de comportamiento en la mar como de resistencia al avance de buques y estructuras flotantes. La primera herramienta desarrollada resuelve el problema de difracción y radiación de olas. Se basan en el método de los elementos finitos (MEF) para la resolución de la ecuación de Laplace, así como en esquemas basados en MEF, integración a lo largo de líneas de corriente, y en diferencias finitas desarrollados para la condición de superficie libre. Se han desarrollado herramientas numéricas para la resolución de la dinámica de sólido rígido en sistemas multicuerpos con ligaduras. Estas herramientas han sido integradas junto con la herramienta de resolución de olas difractadas y radiadas para la resolución de problemas de interacción de cuerpos con olas. También se han diseñado algoritmos de acoplamientos con otras herramientas numéricas para la resolución de problemas multifísica. En particular, se han realizado acoplamientos con una herramienta numérica basada de cálculo de estructuras con MEF para problemas de interacción fluido-estructura, otra de cálculo de líneas de fondeo, y con una herramienta numérica de cálculo de flujos en tanques internos para problemas acoplados de comportamiento en la mar con “sloshing”. Se han realizado simulaciones numéricas para la validación y verificación de los algoritmos desarrollados, así como para el análisis de diferentes casos de estudio con aplicaciones diversas en los campos de la ingeniería naval, oceánica, y energías renovables marinas. ABSTRACT The objective of this thesis is the research on numerical algorithms to develop numerical tools to simulate seakeeping problems as well as wave resistance problems of ships and floating structures. The first tool developed is a wave diffraction-radiation solver. It is based on the finite element method (FEM) in order to solve the Laplace equation, as well as numerical schemes based on FEM, streamline integration, and finite difference method tailored for solving the free surface boundary condition. It has been developed numerical tools to solve solid body dynamics of multibody systems with body links across them. This tool has been integrated with the wave diffraction-radiation solver to solve wave-body interaction problems. Also it has been tailored coupling algorithms with other numerical tools in order to solve multi-physics problems. In particular, it has been performed coupling with a MEF structural solver to solve fluid-structure interaction problems, with a mooring solver, and with a solver capable of simulating internal flows in tanks to solve couple seakeeping-sloshing problems. Numerical simulations have been carried out to validate and verify the developed algorithms, as well as to analyze case studies in the areas of marine engineering, offshore engineering, and offshore renewable energy.

Más información

ID de Registro: 39794
Identificador DC: http://oa.upm.es/39794/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:39794
Identificador DOI: 10.20868/UPM.thesis.39794
Depositado por: Archivo Digital UPM 2
Depositado el: 01 Abr 2016 07:24
Ultima Modificación: 31 Oct 2016 23:30
  • InvestigaM
  • GEO_UP4
  • Open Access
  • Open Access
  • Sherpa-Romeo
    Compruebe si la revista anglosajona en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Dulcinea
    Compruebe si la revista española en la que ha publicado un artículo permite también su publicación en abierto.
  • Recolecta
  • Observatorio I+D+i UPM
  • OpenCourseWare UPM