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Hydrodynamic Analysis and Optimization of an Autonomous Surface Vehicle

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Abstract(s)

Maritime Unmanned Vehicles are tools being developed to explore oceans, rivers, lakes and reservoirs. These tools are essential to completely understand the unknown maritime world, since they have relatively low operation costs and can perform several multipurpose investigations. These main applications can be divided in different operations types like oceanographic and atmosphere measurements. One type of these tools are called Autonomous Surface Vehicles (ASV), which, as the name implies, are autonomous vessels that operate at water’s surface. In this dissertation, different types of geometries for a next-generation bathymetric ASV are studied. The first two are more conventional geometries with the first being a flat bottom hull, and the second being a hybrid one. The last one is a new type that has recently gained recognition: a Small-Waterplane-Area Twin-Hull (SWATH) geometry. This one, consists of an axisymmetric body, two small arms that separates the body from the payload, an elliptical nose and a conical tail. All geometries have been designed taking into account the best ranges of empirical/analytical relations, previously studied by other authors. [...]
Os veículos marítimos não tripulados são ferramentas que têm sido desenvolvidas para explorar oceanos, rios, lagos e reservatórios. Estas ferramentas são essenciais para entender completamente o desconhecido mundo marítimo, uma vez que estas têm custos operacionais relativamente baixos e podem realizar variadíssimas investigações. As principais aplicações podem ser divididas em diferentes tipos de operações, como medições oceanográficas e de atmosfera. Uma dessas ferramentas é chamada de Veículo Autónomo de Superfície (ASV), que, como o nome indica, são embarcações autónomas que operam à superfície da água. Nesta dissertação, são estudadas diferentes tipos de geometrias para um ASV batimétrico da próxima geração. As duas primeiras são geometrias mais convencionais, um casco com um fundo plano e uma híbrida. A última, é um novo tipo que recentemente ganhou reconhecimento: uma geometria Small-Waterplane-Area Twin-Hull (SWATH). Esta, consiste num corpo axissimétrico, dois pequenos braços que separam o corpo da carga útil, um nariz elíptico e uma cauda cónica. Todas as geometrias foram projetadas tendo em conta as melhores gamas de relações empíricas/ analíticas, préviamente estudadas por outros autores. [...]

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Keywords

Computational Fluid Dynamics Hull Hydrodynamics Small- Waterplane-Area Twin-Hull Veículos Autónomos de Superfície

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