resistencia al avance

APUNTES DE HIDRODINÁMICA, RESISTENCIA Y PROPULSIÓN

1

ÍNDICE

1. RESISTENCIA AL AVANCE DEL BUQUE
2. RESISTENCIA VISCOSA
3. ARTIFICIOS PARA ESTIMULAR LA TURBULENCIA
4. MÉTODO

DE

CORRELACIÓN

DE

TELFER.

VENTAJAS

E

INCONVENIENTES
5. EFECTOS QUE INFLUYEN EN LA VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA EN
AGUAS POCO PROFUNDAS. CALCULO DE LA VELOCIDAD DE UN
BUQUE EN AGUAS DEPROFUNDIDAD ILIMITADA, CONOCIDA LA
VELOCIDAD,

PARA

LA

MISMA

POTENCIA,

EN

AGUAS

DE

PROFUNDIDAD h
6. RESISTENCIA DEBIDA A LA ACCIÓN DEL VIENTO
7. LA RESISTENCIA DE LOS APÉNDICES
8. RESISTENCIA POR FORMACIÓN DE OLAS
9. LOS CANALES DE EXPERIENCIA HIDRODINÁMICOS
10. MÉTODOS DE CÁLCULO DE POTENCIA
11. PREGUNTAS
12. ANEXOS
13. RECTA DE REGRESIÓN O DE MÍNIMOS CUADRADOS

2RESISTENCIA AL AVANCE DEL BUQUE
1. Introducción
Para calcular la resistencia de fricción de un buque, Froude arrastró una placa plana
sumergida totalmente en un canal de experiencias. Observando que la resistencia total
de un buque era distinta a la resistencia de fricción de dicha placa plana le añadió una
partida más, la resistencia residual. Dicha resistencia se debe a que el buque no esuna
placa plana, pues tiene unas formas no planas y produce olas a su paso por el agua.

2. Resistencia total y sus componentes
La resistencia total de un buque se divide en diferentes partidas que se integran de
manera aditiva. Froude llegó a la conclusión que la resistencia total estaba formada por
la resistencia viscosa o de fricción de la placa plana1 de igual superficie que la del
buque,más la componente de resistencia residual. Dicha resistencia residual se debía a
la resistencia por formación de olas más la resistencia de formas del buque. Esta
última subcomponente de la resistencia se debe a que el buque no es una placa plana y
por la tanto tiene una curvatura y debido al desprendimiento la capa límite.

Resistencia total

Resistencia de fricción
debido a la placaplana

Resistencia residual

Resistencia por formación
de olas

Resistencia de formas

Resistencia debida a la
curvatura del casco
Resistencia producida por el
desprendimiento de la capa
límite

La descomposición anterior es modificada, con mayor o menor acierto, ya que cada
autor tiene descomposiciones distintas.

1

Como curiosidad hay que mencionar que la componente deresistencia de formas de una placa plana es
nula, pues la superficie que se opone al agua es nula.
Nota: La resistencia producida por el desprendimiento de la capa límite es igual a la resistencia de presión
de origen viscoso.

3

Lo que al final W. Froude propuso es lo siguiente:
CT = CV (Rn ) + C R (Fn ) = C f (Rn ) + C w (Fn ) + C form (Fn ) 2

La hipótesis de Froude incorpora un notableerror, una parte de la resistencia residual
depende realmente de Rn en lugar de hacerlo únicamente de Fn. Entonces Hughes, hizo
la siguiente descomposición basada en la de Froude:
CT = CV (Rn ) + C R (Fn ) = C f (Rn ) + C w (Fn ) + C form (Fn )
Finalmente Hughes rectifica la anterior ecuación con CV (Rn ) = C formas (Rn ) + C f (Rn ) :
CT = CV (Rn ) + C R (Fn ) = r ⋅ C f (Rn ) + C w (Fn ) = (1 +k ) ⋅ C f (Rn ) + C w (Fn )

El problema de dicha suposición es que el factor de formas es distinto para el buque que
para el modelo. En el modelo el factor de formas3, es fácilmente calculable, pero
imposible el del buque de forma preliminar. Al final, Hughes hace la suposición que “r”
es constante y asegura que aunque esto es una imprecisión el error cometido es menor
que con Froude4.Finalmente con Hughes se obtiene5:

CTB = CTM + r ⋅ (C FB − C FM ) + ∆C F

Es muy importante tener en cuenta que el coeficiente de forma del buque que más
influye en la resistencia viscosa es el coeficiente prismático C p . A medida que más
aumenta, más llenas son las formas del casco y en particular las de popa, influyendo en
el aumento de resistencia de presión por fricción.
2

La...