Torpedo

TRABAJO: DISEÑO DE UN TORPEDO

Juan Javier Mendoza Bachiller NIA: 100081902
Asignatura: Simulación numérica de flujos industriales

Diseño de un torpedo

Página 1

ÍNDICE

Introducción.................................................................................................. 3

Resumen deresultados................................................................................ 4

Geometría y mallado...................................................................................... 19

Resultados computacionales.......................................................................... 22

Conclusiones........................................... ....................................................... 48

Diseño de un torpedo

Página 2

Introducción.Desde el siglo XIX, el uso de artefactos marinos con carga explosiva con fines tanto pesqueros
como militares ha sido generalizado.
En la actualidad, se denomina torpedo a todo proyectil autopropulsado que se desplaza por
debajo del agua, soliendo estar programado para su detonación o por contacto o por control
remoto.
El objetivo de este trabajo es estudiar el comportamiento aerodinámico de unode estos
torpedos. El proyectil será caracterizado como un cuerpo axil simétrico y esbelto que se mueve
en dirección de su eje de simetría y cuya fuerza de sustentación es nula, por lo que toda la
fuerza calculada será de arrastre.
En el informe de la práctica se nos indican las solicitaciones de diseño que debe de cumplir
nuestro proyectil. El torpedo debe de tener una longitud total máximade 3 metros, y su
diámetro debe ser de 0.3 metros.
Por su parte, se considera que el fluido que debe atravesar el torpedo, que en este caso es
agua, será un flujo estacionario, incompresible y con propiedades físicas constantes, por lo que
basta con considerar las ecuaciones de continuidad y la cantidad de movimiento para calcular
los campos tanto de velocidad como de presiones.
Además,cabe destacar que para nuestro caso la velocidad únicamente depende del Reynolds,
y este ira cambando para los distintos casos.
Por último, las únicas restricciones geométricas son la axilsimetría del cuerpo y la presencia de
una región cilíndrica de 2 metros de longitud como se puede observar en la figura

El bloque cilíndrico debe completarse con el diseño de un morro y una cola que sea lo másaerodinámico posible.

Diseño de un torpedo

Página 3

Resumen de resultados
Geometría
La simetría que se simula en fluent

El torpedo entero

Mallado principal

Diseño de un torpedo

Página 4

Condiciones de contorno

La malla total tiene 1,5 m antes del perfil, 3 metros de alto y 9 m después del perfil.
Po el interior de las superficies se dijo que circulaba fluido en laparte de geometría del
programa workbench.
Detalle de mallado cerca del perfil

Diseño de un torpedo

Página 5

Resultados para un Reynolds

de V=6699 m/s

En laminar
Residuos

Gráfica de Cd frente iteraciones

Diseño de un torpedo

Página 6

Fd

Cd

En turbulento Transition SST
Residuos

Gráfica Cd

Diseño de un torpedo

Página 7

Fd

Cd

Modelo deTurbulencia K-epsilon
Residuos

Gráfica del Cd

Diseño de un torpedo

Página 8

Fd

Cd

Refinado K épsilon
A continuación, con el fin de asegurarnos de que los resultados obtenidos se corresponden con
la realidad, procedemos a refinar la maya. Para ello utilizaremos el modulo Wall y+, que
refinará el mallado cerca del contorno. Para el modelos de turbulencia K-épsilon, los valores
delWall y+ que nos aconsejan que el mayado es correcto son de entre 30 y 300. En nuestro
caso, hemos conseguido el siguiente valor:

Por lo que podemos afirmar que los resultados obtenidos con este mallado para este modelo
de turbulencia serán los adecuados. A continuación presentamos los resultados:

Diseño de un torpedo

Página 9

La grafica de residuos para este mallado nos da:...