@unpublished{upm39823,
          number = {10.20868/UPM.thesis.39823},
           month = {Enero},
           title = {An{\'a}lisis y optimizaci{\'o}n de la resistencia de interferencia en multicascos},
          school = {Navales},
          author = {David Fern{\'a}ndez Guti{\'e}rrez},
            year = {2016},
             url = {http://oa.upm.es/39823/},
        abstract = {Esta tesis presenta un estudio de la resistencia de interferencia en multicascos, t{\'e}rmino que engloba las variaciones en la resistencia al avance debidas a la interacci{\'o}n entre cascos. Su caracter{\'i}stica m{\'a}s notable es que puede ser tanto positiva como negativa, contribuyendo favorablemente en este {\'u}ltimo caso a la reducci{\'o}n de la resistencia total. Su an{\'a}lisis permanece como un {\'a}rea activa dentro de la comunidad hidrodin{\'a}mica, si bien se ha detectado una significativa falta de informaci{\'o}n experimental sobre el flujo entre cascos. En primer lugar se incluye una caracterizaci{\'o}n de los fen{\'o}menos de interferencia, evaluando su impacto en las diferentes componentes de la resistencia al avance. Al igual que la resistencia total, su predicci{\'o}n requiere el uso de t{\'e}cnicas experimentales o num{\'e}ricas al ser inviable su soluci{\'o}n anal{\'i}tica. Ambos procedimientos han sido considerados en esta tesis. El an{\'a}lisis experimental de la resistencia de interferencia supone el n{\'u}cleo central del trabajo realizado. Se han ensayado dos geometr{\'i}as diferentes, un catamar{\'a}n de servicio comercial PESBO junto con un catamar{\'a}n compuesto por dos Serie 60 (S60) en paralelo. Los ensayos se han llevado a cabo en dos canales de experiencias, CEHINAV y CEHIPAR, midi{\'e}ndose resistencia al avance, asiento y trimados din{\'a}micos, y cortes de olas en la zona entre cascos. Menci{\'o}n especial a estos {\'u}ltimos, dado que a pesar de ser en la zona central donde ocurren los principales efectos de interferencia, no se encontr{\'o} informaci{\'o}n previa publicada en la literatura. Su medici{\'o}n requiri{\'o} la fabricaci{\'o}n de un sistema de soporte especifico para las probetas de medici{\'o}n. Por otro lado, aunque el Serie 60 es una geometr{\'i}a bien conocida en la comunidad hidrodin{\'a}mica, a conocimiento del autor su comportamiento como multicasco no hab{\'i}a sido aun caracterizado experimentalmente. Los bastidores de uni{\'o}n se fabricaron de forma que permitieran variar la separaci{\'o}n entre cascos. Adem{\'a}s, los multicascos son en general embarcaciones de alta velocidad mostrando asientos y trimados din{\'a}micos significativos. Para cuantificar su efecto en la resistencia total y de interferencia se construyo un sistema de fijaci{\'o}n del modelo al carro que los restringiera, posibilitando comparar los resultados en esta condici{\'o}n con los del modelo libre. Como resultado, se han obtenido resultados experimentales de las dos geometr{\'i}as estudiadas con m{\'u}ltiples separaciones, incluyendo un solo casco, y con modelo fijo y libre. Una de las principales utilidades de los resultados experimentales es servir como referencia para validar modelos de predicci{\'o}n. Como primera aplicaci{\'o}n, los datos experimentales obtenidos con el catamar{\'a}n S60 se han contrastado con las predicciones num{\'e}ricas de Yeung et al. (2004). El an{\'a}lisis num{\'e}rico de la resistencia de interferencia se completa con la realizaci{\'o}n de simulaciones num{\'e}ricas utilizando dos c{\'o}digos substancialmente diferentes: Tdynlin y CD--?Adapco Star--?CCM+. Los cortes de olas obtenidos en las simulaciones se comparan con los valores experimentales, mostr{\'a}ndose adem{\'a}s los campos de presiones y velocidades calculados sobre el casco. La principal aportaci{\'o}n de esta tesis es una extensa caracterizaci{\'o}n experimental de los fen{\'o}menos de interferencia, con la intenci{\'o}n de servir de referencia para futuros estudios con multicascos. El an{\'a}lisis de los resultados permite comprender mejor el impacto que la interacci{\'o}n entre cascos, as{\'i} como las variaciones din{\'a}micas de las condiciones de navegaci{\'o}n, tienen en las diferentes componentes de la resistencia. Por otro lado, permite apreciar la dependencia de la resistencia de interferencia con la velocidad y separaci{\'o}n entre cascos, de cara a su utilizaci{\'o}n como par{\'a}metro de dise{\~n}o. ABSTRACT This thesis presents a study of the interference resistance in multihulls, which comprises all the variations in the ship resistance due to the interaction between hulls. Its most remarkable characteristic is that it can be positive or negative, contributing in the second case to the reduction of the total ship resistance. Its study remains an active area in the hydrodynamic community, although there is a significant lack of published experimental data regarding the flow between hulls. First of all, the interference phenomena are characterized, evaluating the impact in the different components of the ship resistance. Similar to the total resistance, their prediction requires experimental or numerical techniques, as no analytic solutions are known. Both procedures have been considered in this thesis. The experimental analysis of the interference resistance is the core of the work done. Two different geometries have been tested, a commercial catamaran PESBO and a catamaran composed by two parallel Series 60 (S60). The tests have been carried out in two towing tanks, CEHINAV and CEHIPAR, measuring ship resistance, dynamic sinkage and trim, and wave cuts in--?between the hulls. Special mention to the wave cuts, as no previous published information was found regarding this zone, even if it is where the main interference effects happen. Their measurement required building a support tripod for the probes, specifically designed for this experimental campaign. In addition, although the Series 60 is a well known hull for experimental and computational analyses, to the author?s knowledge its behavior as a multihull had not yet been experimentally described. The connection frames between the hulls were built so they allowed adjusting the hull spacing. Furthermore, multihulls are usually high--?speed vessels, acquiring significant dynamic sinkage and trim. To quantify the effect of these dynamic variations of the interference resistance, a clamping system was developed to fixed the model and compare the results with the free model condition. Thus, experimental results have been obtained for various hull separations with the two geometries analyzed, including a single hull, and with free and fixed model. One of the main applications of experimental results is to serve as a reference to validate prediction models. As a first step, the obtained experimental data with the catamaran S60 have been compared with the numerical predictions of Yeung et al. (2004). The numerical analysis of the interference resistance is completed with the inclusion of numerical simulations using two codes substantially different: Tdynlin and CD--?Adapco Star--?CCM+. The wave cuts obtained from the simulations are compared with the experimental ones, showing also the pressure and velocity fields over the hulls. The main contribution of this thesis is an extensive experimental characterization of the interference phenomena, aiming to serve as reference for future studies about multihulls. The analysis of the results provides insights into the impact that the interaction between hulls, as well as the dynamic variations of the sailing conditions, have in the different components of the ship resistance. Moreover, it allows us to observe the dependence of the interference resistance on the velocity and hull spacing, useful towards its use as a design parameter.}
}