Scaling of the dynamic response and instability mechanisms of lightweight hydrodynamic lifting surfaces.

Los hidroalas pueden transformar la manera en la que los barcos navegan por encima del agua, haciendo el trayecto más cómodo y mejorando los consumos de combustible. Sin embargo, estas estructuras incorporan unos nuevos retos como, por ejemplo, controlar la incepción de la ventilación o la cavitación debido a la existencia de capa limite aire-agua. Las inestabilidades hidroelásticas también son un gran reto ya que últimamente los hidroalas se están construyendo con materiales compuestos, mucho mas flexibles que los usados previamente como es el caso de los metales. Una serie de estudios se están enfocando en estudiar la respuesta hidroelástica bajo diferentes condiciones, y de esta manera poder diseñar mejores controles y optimizar modelos de hidroala. Este proyecto consiste en el diseño de un experimento que estudia la respuesta hidroelástica de un hidroala bajo condiciones de cavitación y ventilación, con y sin la interacción de oleaje. Una intensa revisión de experimentos previos esta contenida en el proyecto con la función de entender lo ya estudiado y sus conclusiones. También se encuentra el proceso de escalar la hidroala y las condiciones a las que estará sometido. El experimento se llevará a cabo en las instalaciones de MARIN, donde disponen de una gran piscina de pruebas despresurizada. Por lo tanto, el experimento ha sido diseñado atendiendo a las medidas y capacidades de las instalaciones. El uso de este laboratorio es muy caro y es por ello que el diseño del experimento es crucial para optimizar el tiempo de ensayos, obtener los resultados correctos y asegurarse de que no hay imprevistos de última hora.

Hydrofoils could transform the way boats and ships cruise over the water, making them more comfortable and fuel efficient, among other advantages. However, using these devices introduce a series of challenges such as the control of the inception of cavitation and ventilation due to the interaction with the free surface. Hydroelastic instabilities are also a big challenge since hydrofoils are now being built out of composite materials, more flexible than most of metals. Multiple studies are aiming to understand the hydroelastic response under multiple conditions, so that better controls and more optimized devices can be designed. This thesis consists on the design of an experiment that studies the hydroelastic response of the hydrofoil under cavitating and ventilating flows, with and without the interaction of waves. An intense literature review has been performed to understand previous experiments and their conclusions. The scaling of the hydrofoil and the multiple phenomena have also been done on this project. The experiment will be conducted at the MARIN depressurize wave basin, and therefore it has been designed to fit in the previously mentioned facility according to its capabilities. The use of this facility is very expensive; therefore the design of the experiment phase becomes crucial in order to optimize the lab time, obtain the exact results that are needed and assure that no last-minute issues occur.