La fluidodinamica computazionale (CFD) si sta affermando sempre di più come una delle tecniche più efficaci nello studio di carena, in quanto permette di valutare un notevole numero di forme di scafo in scala reale secondo molteplici aspetti: resistenza di attrito e pressione, angolo di assetto, confort di navigazione, sea-keeping, manovrabilità etc. Il presente caso studio affronta l’ottimizzazione dello scafo di Icaro32, un moderno motoscafo di legno di 10 metri.
Le varie fasi dello studio hanno portato progressivamente un miglioramento delle performance, con una riduzione complessiva della resistenza idrodinamica del 30%.
In primo luogo si è valutato l’angolo diedro che bilanciasse nel modo migliore le opposte esigenze di minimizzare la resistenza all’avanzamento e massimizzare il confort di navigazione, valutato in base all’accelerazione verticale nel moto su onda. Secondariamente sono stati aggiunti e ottimizzati gli spray rails, che deviando verso il basso gli spruzzi che si formano in prossimità del bordo d’attacco della superficie planante, permettono di incrementare la portanza e conseguentemente l’emersione dello scafo. Infine sono stati aggiunti alla carena e ottimizzati due “step”, i gradini trasversali che inducono un flusso d’aria sotto la carena, per ridurne la superficie bagnata e di conseguenza la resistenza d’attrito.
The Computational Fluid Dynamics (CFD) is becoming one of the most effective techniques in the hull design, as it allows the evaluation of a considerable number of full-scale hull shapes according to multiple aspects: friction and pressure resistance, trim angle, sailing comfort, sea-keeping, maneuverability, etc. This case study deals with the hull optimization of Icaro32, a modern 10-meter wooden powerboat.
The study has progressively led to a relevant improvement in performance with an overall 30% reduction of hydrodynamic resistance.
First of all, the dihedral angle has been evaluated for the best balance among the two opposite targets: resistance minimization and sailing comfort maximization, evaluated through the analysis of the vertical acceleration in waves. Later on spray rails have been added and optimized increasing the dynamic lift of the hull. Moreover two steps have been added to the hull to induce an air flow under itself and reduce the wet surface and friction resistance.
