Análise paramétrica da resistência ao avanço de embarcações catamarã em função do calado e distância entre cascos

Abstract

A resistência ao avanço desempenha um papel crucial no desempenho e na eficiência de embarcações. Compreender os fatores que influenciam no arrasto de um casco permite aos engenheiros tomar decisões assertivas durante o projeto, facilitando a busca das características capazes de atender às necessidades específicas de operação das embarcações. Devido a existência de dois cascos, as embarcações catamarã possuem componentes que dificultam o cálculo da resistência ao avanço da embarcação, tais como os fatores de interferência viscosa e de onda. Diante da pouca literatura prática, este trabalho explora a influência que a distância entre cascos apresenta nas componentes da resistência ao avanço de catamarãs, com comprimento de até 40 metros. As análises apresentadas foram realizadas usando o método numérico do corpo esbelto (slender body), implementado no programa Marxsurf Resistance. A análise das componentes da resistência ao avanço, bem como a comparação entre os resultados referentes as embarcações completas e de cada casco isolado, permitiu a obtenção dos fatores de interferência de onda. Por fim, uma variação paramétrica da distância entre os cascos e do calado permitiu mapear a complexa influência desses parâmetros na resistência ao avanço total das embarcações estudadas. Os resultados mostraram uma diferença de até 40% no coeficiente de resistência de ondas quando diferentes distâncias entre cascos são analisadas e uma diferença de até 50% em virtude da variação do calado da embarcação.

Total hull resistance performs a crucial role in vessel performance and efficiency. Understanding the factors that influence total hull resistance allows engineers to perform informed decisions during the design process, facilitating the search for characteristics capable of meeting the specific needs of operation and performance of vessels. Due to the existence of two hulls, catamaran vessels have components that make it difficult to calculate its resistance, such as viscous and wave interference factors. In view of the little practical literature, this work explores the influence that the distance between hulls presents on the components of the resistance in catamarans, with a length of up to 40 meters. The analyses presented were performed using the numerical method of the slender body, implemented in the Marxsurf Resistance program. The analysis of the components of the resistance, as well as the comparison between the results referring to the complete vessels and each of the hulls analyzed separately, allowed the obtaining of the wave interference factors. Finally, a parametric variation of the distance between the hulls and the draft allowed to map the complex influence of these parameters on the total hull resistance of the studied vessels. Observing differences of up to 40% in the wave resistance coefficient by the distance between hulls and differences of up to 50% by the draft variation.