Investigadores desarrollan un nuevo modelo de seguimiento de ruta para barcos autónomos

Investigadores desarrollan un nuevo modelo de seguimiento de ruta para

Investigadores de la Universidad Marítima y Oceánica de Corea han desarrollado una nueva técnica de seguimiento de trayectoria para buques marítimos autónomos de superficie (MASS).

Un equipo multinacional de investigadores, liderado por Profesor asistente Daejeong Kimha estudiado el rendimiento de seguimiento de trayectoria de MASS utilizando un sistema de funcionamiento libre dinámica de fluidos computacional (CFD) modelo combinado con el sistema de guía de línea de visión (LOS), a bajas velocidades en condiciones climáticas adversas.

MASS debe seguir una trayectoria predeterminada en el mar, teniendo en cuenta factores como los obstáculos, la profundidad del agua y la maniobrabilidad del barco. Cualquier desviación de este camino, por ejemplo, debido a condiciones climáticas adversas, conlleva riesgos. colisiones o encallamiento.

Sin embargo, los métodos actuales para evaluar el rendimiento de seguimiento de la trayectoria de los barcos autónomos se basan en modelos matemáticos simplificados de barcos. Estos modelos no pueden capturar las complicadas interacciones entre el casco, la hélice, el timón y las cargas externas de los barcos, lo que genera estimaciones inexactas del rendimiento de seguimiento de la trayectoria. Además, las directrices EEDI de la OMI definen la potencia de propulsión mínima necesaria para mantener la maniobrabilidad del barco en condiciones climáticas adversas.

“Empleamos un modelo CFD basado en un solucionador de Navier-Stokes promediado por Reynolds inestable totalmente no lineal que puede incorporar efectos viscosos y turbulentos y la resolución de superficie libre crítica para los problemas de seguimiento de trayectoria, lo que permite una mejor predicción de rendimiento que sigue el camino”, dijo Kim.

El equipo empleó el análisis basado en CFD en el kris Modelo de buque portacontenedores equipado con el sistema de guía autónomo LOS. Las condiciones climáticas adversas se modelaron como perturbaciones de la proa, la manga y las olas del mar, y estos tres casos se estudiaron a tres velocidades diferentes para identificar el efecto de las velocidades de avance en el rendimiento de seguimiento de la trayectoria.

Las simulaciones revelaron que el barco experimentó desviaciones oscilatorias en los tres casos. En el caso de las ondas de proa y de haz, estas desviaciones disminuyeron con el aumento de poder de propulsión. En el caso de las olas acuarteladas, la influencia de la potencia de propulsión sobre las desviaciones fue insignificante.

Las respuestas de oleaje y cabeceo del barco estuvieron fuertemente influenciadas por la dirección de las olas incidentes. Además, en los tres casos, el amplitudes de balanceo estuvieron constantemente por debajo de 1,5 grados. Sin embargo, el equipo no pudo determinar la eficacia de aumentar la velocidad para mejorar el rendimiento en el seguimiento del camino.

Kim dice: "El modelo basado en CFD propuesto puede proporcionar una contribución valiosa para mejorar la seguridad de navegación marítima autónoma. Además, también puede ofrecer alternativas de bajo coste a los experimentos de funcionamiento libre a escala de modelo o a las pruebas en el mar a gran escala”.

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