Anais do Congresso Internacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore
Anais do 27º Congresso Internacional de Transporte Aquaviário, Construção Naval e Offshore

A região amazônica, palco de uma fauna e flora ímpares, que são objetos de estudo de toda a comunidade cientifica global, é habitada, longe dos grandes centros urbanos, majoritariamente por comunidades ribeirinhas. Tais comunidades, têm seus hábitos e sua cultura intimamente ligados ao rio e a natureza, de modo que mesmo nos dias atuais o transporte e o comercio são feitos unicamente pelo modal fluvial. Dentro deste contexto, o acesso dessas comunidades à educação básica, passa por esses rios.
Com o objetivo de oferecer um transporte de qualidade para crianças ribeirinhas em diversas regiões do Brasil, especialmente a região amazônica. A Lancha Escolar Média (LEM), foi desenvolvida pelo Governo Federal, em parceria com a Universidade Federal do Pará (UFPA), por meio da Faculdade Engenharia Naval (FENAV). Todavia, apesar do caráter inovador e único do projeto, muitos problemas foram relatados pelos usuários, problemas que vão desde o conforto, passando pela baixa eficiência propulsiva, até a elevada geração de ondas.
Deste modo, este trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo otimizado de casco para a Lancha Escolar Média, por meio de análises CFD (Computational Fluid Dynamics), realizadas no Software Ansys Fluent. O processo de desenvolvimento foi divido em três etapas, a primeira foi relativa a análise via CFD do desempenho hidrodinâmico do casco atualmente existente, no qual analisou-se majoritariamente a elevação de onda e a resistência ao avanço, por meio dos vetores de velocidade e tensão cisalhante na parede do casco, respectivamente. A segunda etapa foi a otimização do casco por meio de alterações em sua forma, as quais objetivaram a redução das ondas geradas e a diminuição da resistência. A terceira etapa se caracteriza pela análise via CFD do comportamento hidrodinâmico do casco proposto, no qual buscou-se avaliar o impacto das modificações realizadas especialmente na elevação de onda e da resistência.
Em todas as análises se utilizou um escoamento bifásico de fluidos viscosos e imiscíveis (ar e água), por meio do método VOF (Volume of Fluid), o modelo de turbulência foi o SST k-ômega, e o acoplamento pressão-velocidade “COUPLED”. Em ambos os modelos se utilizou uma malha hexaédrica, de aproximadamente 1,5 milhão de elementos desenvolvida no software Ansys ICEM. Como variável de validação, utilizou-se a resistência ao avanço, no qual os resultados numéricos foram comparados com os resultados obtidos por métodos de regressão estatística conhecidos, tais como o método de Holtrop & Mennen e Savitsky.
O resultado final mostra que o novo modelo de casco diminuiu consideravelmente a propagação de ondas, assim como possui uma menor resistência ao avanço, quando comparados com o casco atual. Por fim, discute-se rapidamente a importância da utilização do CFD nos projetos de construção ou de otimização de embarcações, como uma ferramenta de baixo custo e de alta precisão.