-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
1/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA
NAVEGACIN FLUVIAL REAL
Jairo Uparella
ResumenEl empleo de simuladores para el entrenamiento de
personas que realizan un trabajo en
especial para empresas que creen en las tecnologas de la
Simulacin Virtual est creciendo
a nivel mundial. En muchos pases le estn apuntando al desarrollo
de sus propios
simuladores, tras haber entendido el mensaje del Departamento de
Defensa de los EstadosUnidos, el cual alude sobre el uso de
simuladores adquiridos para un determinado fin y que
posteriormente no se adaptan a una nueva situacin cuya
problemtica se desee resolver.
Adquirir simuladores no es lo mismo que desarrollar
simulaciones. En cuanto a lo primero,se entrenan a los interesados
en un asunto general, para lo que no se tiene una tarea
primordial que resolver. Lo segundo, y en palabras del Dr. Roger
D. Smith de Modelbenders,
desarrollar simulaciones, implica resolver una necesidad para
alguien, a lo que a estafrase le anexamos, y permitir el avance
cientfico y el desarrollo de las regiones.
Palabras Clave:simulacin, Simulacin Virtual, OpenGL, transporte
fluvial, remolcador,
barcaza, maniobra, aceleracin, velocidad, fuerza, masa, inercia,
desplazamiento, sistema de
referencia inercial, cuerpo rgido.
1. Introduccin
A pesar de que es muy difcil en Colombia realizar proyectos de
simulacin que permitan eldesarrollo e implementacin de simuladores
en entidades que lo requieran, se ha logradoavanzar a grandes pasos
en sistemas simulados que bien pueden ser comparados a
lodesarrollado por otras entidades a nivel mundial. Esto es debido
principalmente a que laspolticas de gobierno estn obligadas a
preferir la compra en el exterior de lo que seconsidera que no es
posible realizar aqu y a la poca credibilidad que se tiene en
lasentidades de investigacin, al desarrollo, al intelecto e ingenio
local. La simulacin ypropiamente la denominada Simulacin Virtual,
es un mtodo de modelado interdisciplinarque involucra las
matemticas, el clculo, la fsica, la geometra analtica, las
estadsticas, el
diseo 2D y 3D y muchas otras disciplinas, lo cual lleva a creer
que es una tarea imposible lade desarrollar sistemas de
entrenamiento como los simuladores de vuelo, de navegacin
ymaniobra, de autos, maquinaria automatizada, ciudades digitales y
otros de su estilo.
La Simulacin Virtual como muchas otras ramas de la ciencia,
ciertamente no es la panaceapara resolver los problemas a los que
se les quiere dar una solucin. Si bien la temtica esigual para
cualquier problema que se desee resolver, los medios empleados
pueden no
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
2/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
adaptarse a la solucin de dicho problema. Un simulador de vuelo
programado para cubrir
un territorio israelita es muy difcil que sea aceptado en un
medio suramericano pararesolver problemas diferentes a los del
medio oriente. Con el uso de simuladores denavegacin para el
transporte de carga o contenedores interocenicos es muy difcil que
seresuelva la problemtica de los transportadores costeros martimos
o fluviales de una reginen particular, en especial cuando slo se
busca capacitar principiantes en el uso de lainstrumentacin a
bordo, lejos del plano geogrfico que les compete.
Tambin se ha cuestionado el hecho de que los simuladores
extranjeros al estilo TRANSAS oKONGSBERG, sean utilizados solamente
para aprender a elevar anclas y fijar rumbo a unpuerto en especial.
Estos grandes dispositivos realmente se consideran que estn
orientadosal entrenamiento de profesionales del mar en
universidades y centros de investigacin ensimulacin y navegacin, de
la Ingeniera naval y ocenica, desarrollados con base en ladinmica
real del buque para la solucin de la problemtica de la
navegabilidad e interaccincon otros buques en aguas abiertas o
restringidas. Esto indicara, en trminos econmicos,que el empleo de
la capacidad total del simulador se reducira en un 90%, mostrando
que elcosto de la inversin sera muy alto para su beneficio.
En otras palabras, entrenar en el manejo de un buque en
especial, no debe centrarse en lautilizacin del timn, indicadores
digitales, manejo tcnico del Chartplotter, radar, ECDIS oGPS aunque
sea del mejor modelo de un barco actualizado. Y si as fuese, en lo
posible, esteentrenamiento debe apuntar a la regin donde se emplear
lo aprendido, acompaado de
medios de interaccin con otros blancos, boyas, costas,
atracaderos, muelles e incluyendo eltratado del impacto ambiental,
que denoten un contexto real de la situacin, lo que significapara
las empresas que contratan pilotos o marinos un gran beneficio al
contar con personasentrenadas en medios virtuales, para que
resuelvan situaciones reales de inters para dichaempresa (carbn,
pesca, petrleo), y sobre todo si se tiene la voluntad de
impartirinstruccin pensando en el desarrollo de la regin.
Precisamente entre los proyectos de investigacin que de manera
independiente llevamos asu desarrollo, consisti en recrear un
escenario fluvial que representa una problemtica aresolver con el
uso adecuado de la Simulacin Virtual. En el Ro Magdalena, la
situacin de
navegabilidad tiene diversos problemas que daran pie a la
creacin de muchos simuladoresy en especial cuando de salvar vidas
humanas se trata. Por un lado, los accidentes en elmedio fluvial no
son comparables con los ocurridos en altamar y por otro lado, la
calidad delentrenamiento est orientada a los grandes ocanos,
dejando atrs la importancia de losros y el personal que los
recorren a diario. Todo esto permitira promover el
entrenamientocertificado y profesional de pilotos y evitar en lo
posible las prdidas econmicas que sufrenlas empresas que utilizan
el transporte fluvial para su beneficio.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
3/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
Los simuladores de navegacin y maniobras son la solucin
apropiada para la prctica
intensa de pilotaje: permiten representar en forma virtual
diferentes escenarios con unelevado grado de realismo, en
condiciones ambientales gobernadas por el instructor. Entrelas
maniobras que son simuladas por la mayora de estos entrenadores
virtuales y de lascuales se derivan los cursos que se dictan en
centros especializados, tenemos:
Pruebas Evolutivas Maniobras de Fondeo Remolcadores y Cabos
Navegacin Nocturna Atraque y Desatraque Equipos de Navegacin Cartas
Electrnicas Navegacin costera
ymucho ms.
2. Modelo de un buque
El medio principal de transporte en un rio es el remolcador
(buque auxiliar), el cual tiene latarea de arrastrar, halar, tirar
(o empujar) barcazas del tipo Oil o Cargo. Para nuestro caso,
seutiliz el modelo conocido como TPB (Tow-Pushing-Barge) (Referido
a menudo como Tug-Pushing-Barge, Tugboat, Towboat y como Pushboat.
Profesionales del transporte
martimo y fluvial americano, explican que el Tugboat es de casco
redondo de buen caladoy son utilizados desde hace mucho para
asistir a los buques ms grandes en el atraque yzarpe y pueden
empujar o arrastrar barcazas. El modelo de la figura 1., se
describe como unTowboat.
Figura 1. TPBTow-Pushing-Barge
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
4/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
El sistema TPB ideal utilizado para esta dedicada tarea de la
programacin de modelos
virtuales est compuesto de un remolcador y una barcaza la cual,
esta ltima, siendoduplicada y colocada geomtricamente frente o al
lado de otra, forman el convoy. Estoquiere decir que no se modela
el convoy completo sino que se configura una vez obtenidoslos datos
del modelo del remolcador por un lado y la barcaza por otro.
Figura 2. Planos del remolcador y barcaza
Cada modelo independiente tiene definido su CG o centro de
gravedad. Al combinarse losmodelos para formar una sola unidad, el
CG y otros puntos de inters cambian para aspermitir que el buque
muestre una correcta conducta acorde con la realidad. Aunque
libradode las ecuaciones de la fsica para la tensin de cadenas o
cables de acero, este modelo tieneuna importancia para su estudio
en cuanto al control de maniobra y empuje del nmero debarcazas
respecto al paso o cruce del mismo por un canal que ms que
restringido, es tanvariante como el clima que tiende a hacerlo
desaparecer por las sequas, lo quesupuestamente incrementa los
peligros de varadas o descontrol del buque sin el adecuadosoporte
para su orientacin.
Entre las normales suposiciones para este modelo se asume que
hay un acoplamientomecnico entre el remolcador y barcazas sin
vibraciones, que existe una supuesta fuerza decontacto entre los
modelos, que las barcazas sin carga tienen diferencias
insignificantes depeso y ambos modelos (remolcador-barcaza) asumen
formas de cuboides, que la densidadde los modelos es uniforme,
rgida e indeformable (por simulacin de colisin), ambosmodelos son
simtricos y los productos de inercia son pequeos y despreciables e
Iyy seasume 0. Es de anotar que el sistema de coordenadas relativo
a los modelos se origina en elCG centro de gravedad y cambia con el
arreglo de convoyes.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
5/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
3. Caractersticas de los modelos
Se model una unidad combinada Pusher-Barge, cuya posterior
conexin para este caso serasumida como rgida. Los datos de las
dimensiones de cada modelo se muestran acontinuacin:
Smbolo Parmetro Unid. Remolcador Barcaza Combinado
L Eslora total m 29.75 95.0 124.75
Lpp Eslora entre perpendiculares m 25.0 94.5 -
B Manga m 10.0 19.0 19.0
D Profundidad m 3.78 4.75 4.75T Calado m 2.17 4.20 4.20
Desplazamiento Ton 120.0 720.0 840.0CB Coeficiente de Block
0.5741 0.8842 0.8532
Ap rea transversal perfil m2 37.8 90.25 90.25
Volumen sumergido m3 542.5 7,540.0 8080.0
FrL Froude Number @ 9Knts 0.56 0.29 0.26
Re Nmero Reynolds @ 4.7 m/s 5.04E+06 1.61E+07 -Cf Coeficiente
friccin ITCC 1957 0.015 0.015 0.015Ixx Momento de Inercia eje x Kg
/m
2 117,791.67 8.94E+05 1.01E+06
I zz Momento de Inercia eje z Kg /m2 1,559,776.05 1.04E+08
1.05E+08
Nmero de hlices 3 - -
Pitch 0.85 - - Tasa de rotacin rpm rpm 1200 - -
Dimetro de giro @ 35 m 106.25 - 185.0Squat mximo m 1.66 2.89
2.89
Nmero de timones 3 - -P Indicated Horsepower ( kW) Hp 600(447)*k
- -
_______________________________
Nota: Estos datos, ni ningn dato en este documento corresponden
a una unidad, buque o barcaza realen especial. Este modelo busca
estructurar una forma de recopilar datos que permitan
hacerexperimentaciones virtuales debido a la poca o nula cantidad
de datos reales. Se tiene el cuidado deque lo datos experimentales
encajen dentro de los rangos convenidos para cada frmula aplicada.
Encaso de utilizarse datos reales se harn los ajustes
correspondientes para alcanzar la mejor exactituddel modelo virtual
con respecto al real, as como la correccin de errores de frmulas y
conceptos deltema hidrodinmico que aqu se presenten. Ningn dato,
excepto los correspondientes coeficientes defrmulas es
adimensional.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
6/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
4. El modelado matemtico y las ecuaciones del movimiento
Por lo general se utilizan dos formas para desarrollar un modelo
matemtico que se adapte ala solucin del problema. Un modelo
matemtico lineal, si las ecuaciones diferenciales autilizar son
lineales, lo que quiere decir que los trminos de la ecuacin son
funcioneslineales o constantes con respecto a las variables de
estado, pero, ni la funcin ni susderivadas estn elevadas a ninguna
potencia distinta de uno o cero, no son utilizables enmuchos casos
de simulacin de maniobras a menos que sea el caso de un grado de
libertad yse resuelven analticamente. Por el contrario, un modelo
matemtico no-lineal, contienediversos tipos de trminos, constantes,
funciones trigonomtricas, de segundo orden, etc., yson normalmente
resueltas aplicando integracin numrica, lo que nos facilita
considerablemente la simulacin.
Figura 3. Modelo de Remolcador
Las ecuaciones del movimiento describen la conducta de un
sistema bajo la influencia defuerzas. Estas ecuaciones se dan
normalmente en funcin del tiempo, por lo que la segunda
ley de Newton sintetiza el comportamiento del buque visto como
un cuerpo rgido dentro deun Sistema Inercial de Referencia(xe, ye,
ze).
Afortunadamente para los programadores con OpenGL, se tiene la
ventaja de que losmodelos a tratar pueden ser manipulados con 6
grados de libertad, por lo que solamente sele debe asignar valores
a las aceleraciones lineales y angulares para tal fin. Esta
ventajasignifica que no se requiere modelar las matrices de
transformacin que denotan latraslacin o rotacin del cuerpo rgido en
el espacio 3D. Dos funciones cumplen esta tarea:
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
7/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
glMatrixMode (GL_MODELVIEW);glLoadIdentity ();glRotatef (Phi,
1.0, 0.0, 0.0); //Rotacin del cuerpo rgido eje z
glRotatef (Theta, 0.0, 1.0, 0.0); //Rotacin del cuerpo rgido eje
yglRotatef (Psi, 0.0, 0.0, 1.0); //Rotacin del cuerpo rgido eje
xglTranslatef (x , y, z ); //Translacin del cuerpo rgido
La siguiente matriz ortogonal, la cual multiplica a una columna
vectorial U = (u,v,w)Tcorresponde a la rotacin en la cual se
utilizan los ngulos de Euler (, , ). Estara dadapor:
Tomemos por ejemplo la descripcin de la rotacin en el plano XY
(vista superior), el cualdefinido por el ngulo (yaw), nos
representa el heading del buque. La sumatoria demomentos est
representada por N. La relacin de los componentes de la velocidad
sepueden expresar (Fossen, 1994; Clayton&Bishop, 1982; Salonen,
1999) como:
= u cos + v sin =-u sin + v cos
Figura 4. Vista plano XY del remolcador
Con los datos que se incluyan al inicio del programa se puede
dar realismo al modelo que sedesee si se conoce bien el
comportamiento figurado que debe tener en cada momento. Estees el
secreto de muchos juegos de video. Desafortunadamente los datos que
nos interesan
coscos -cos sin + sin sincos sin sin + cos sincoscossin cos cos
+ sin sinsin -sin cos + cos sinsin
-sin sin cos cos cos
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
8/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
para que el buque tenga un comportamiento no figurado, sino
conforme con la realidad,
como son los coeficientes y derivadas hidrodinmicas, son
escasos, no existen en nuestromedio y son difciles de obtener. Las
fuerzas hidrodinmicas en las direcciones de los ejes,son sumas de
trminos lineales o cuadrticos. Por eso en su mayora y por
conveniencia enla programacin, apelamos a las ecuaciones formales o
semi-empricas que denoten lasfricciones, resistencias y dems
frmulas que arrojen los supuestos valores hidrodinmicos yque
aproximen el modelo a lo ms cercano de la realidad. Por ejemplo, la
fuerza axial (surge)de resistencia se representa a continuacin:
FD= -(1/2 CDAf) uu
Esta expresin es formulada como una derivada hidrodinmica lo
cual est acorde con lanotacin SNAME (Society of Naval Architects
and Marine Engineers, 1950):
FD= Xuu uu
Por lo tanto,
Xuu = X /uu = -1/2 CDAf
Ahora las ecuaciones del desplazamiento, segn Thor I. Fossen
[1], la trayectoria deseadapuede ser modelada como:
d= Udcos dd= Udsin d
As, la velocidad dinmica de avance est dada por:
Donde es la densidad del agua, CD es el coeficiente de
resistencia (drag), Afes el reatransversal (cross-sectional) de la
parte sumergida del casco en direccin de avance y eltrmino (m-X) es
la masa del buque la cual incluye la masa adicionada, obtenida
demodelos experimentales. La matriz de masa e Inercias con masa
adicionada est compuestapor:
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
9/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
El modelo est estructurado de tal manera que se puede
experimentar con diferentes
coeficientes o expresiones hidrodinmicas. Por ejemplo, un valor
muy alto en el coeficientede resistencia, har que el buque se
mantenga en su sitio, sin que la fuerza de propulsinpueda superar
su estado. Un valor muy bajo, har que el buque se deslice por
muchotiempo, hasta que el propulsor se accione en marcha atrs.
Para el caso de la rotacin y teniendo en cuenta el momento de
Inercia Izz, la aceleracinangular con respecto a Z se relaciona
como:
( Izz-N) =N
Incluyendo adems, el movimiento de balanceo que presenta el
buque con respecto al eje x
(roll), la aceleracin angular, se relaciona como:
( Ixx-K)=K
En lo posible se necesitaba programar un modelo con 4 grados de
libertad, suficiente paraun buque de estas caractersticas, con lo
que el vector velocidad queda expresado como:
U = [u,v,p,r]T
Las fuerzas se definieron como:
Cada uno de los trminos a la derecha de las ecuaciones
(X,Y,K,N)T, representan la suma detodas las fuerzas que intervienen
en la ecuacin. As:
F = F HULL+ F TI MN+ F PROP+ F CORR+ F VIENTO+ F COLL
Incluimos la expresin COLL (Colisin), para que represente adems
de las fuerzas deatraque y desatraque (DOC), las fuerzas de colisin
con otros buques, la fuerza de golpe conel borde de veriles o
muelles, defensas, as como tensiones por cabos y sistemas de
anclaje.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
10/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
5. Simulacin en tiempo-real y la cintica del buque
La cintica combina el estudio de la Dinmica y la Cinemtica del
cuerpo rgido. Las fuerzasaplicadas y el movimiento producido
originan el estudio de la cintica. Las ecuaciones querepresentan la
cintica del buque se derivan de:
Las fuerzas hidrodinmicas, son las que van a aparecer por la
interaccin del casco y elfluido cuando uno de los dos o ambos estn
en movimiento.- InercialesResistencia al movimiento, como la masa
adicionada.
- Amortiguacin Actan opuestas al movimiento y tienden a
reducirlo, como el dampingviscoso, vortex shedding .
Las fuerzas hidrostticasson las debidas al empuje, consecuencia
del volumen desalojado.- Restauracin Devuelven el buque a la
condicin de equilibrio, entre estas el peso y laflotabilidad.-
ExcitacinControlEjercidas por el timn y la hlice.-
ExcitacinDisturbioComo las ejercidas por el viento, olas y
corrientes.
Para la solucin de problemas cinticos del cuerpo rgido, se
siguen ciertos pasos quedefinen la validacin del modelo en general.
Estos pasos se consideran cuando se conocen
las fuerzas o son estimables, entonces se puede obtener la
aceleracin, la velocidad y laposicin. Estos pasos a seguir son:
1. Se calculan las propiedades de la masa, centro de masa y
momentos de inercia.2. Se identifican y cuantifican las fuerzas y
momentos actuando en el cuerpo rgido.3. Se determina el vector suma
de fuerzas y momentos.4. Se resuelven las ecuaciones del movimiento
para aceleraciones lineales y angulares.5. Se integra con respecto
al tiempo para encontrar la velocidad lineal y angular.6. Se
integra nuevamente para encontrar el desplazamiento lineal y
angular.
A continuacin se describen las ecuaciones que actualizan el
cuerpo rgido en la simulacin:
aceleracin_lin = aceleracin_ lin + F / masa.t
velocidad_lin = velocidad_lin + aceleracin_lin.t
posicin = posicin + velocidad_lin.t
aceleracin_ang = aceleracin_ang + M / momento_Inercia.t
velocidad_ang = velocidad_ang + aceleracin_ang.t
ang_rotacin = ang_rotacin + velocidad_ang. t
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
11/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
Otros valores del modelo TPB, que permiten validar el modelo
son:
m = // Masa del buque = densidad x volumen
Izz = 1/12 m(a2+ b
2) // Inercia respecto al eje z
= m/ //Desplazamiento
FB = g //Flotabilidad
U = sqrt(u.u + v.v) //Velocidad total
= asin(v/U) //Drift
CB = /BTLpp //Coeficiente de BlockVc = sqrt(h g) //Velocidad
crtica Shallow waters
FH = u /sqrt(h g) //Num. Froude Shallow waters h/T< 1.5
CF = 0.075/(LOG10RN- 2)2 //Coeficiente de resistencia (ITCC
1957)
CD = Cf / 1/2 V2S //Coeficiente dinmico de resistenciaSm =
CBu
2/50 //Squat mximo
ROT = 0.96 V/R //Rate of Turn
DG = 4.25 Lpp //Dimetro de giro @40
Rn = LVf / //Nmero de ReynoldsP = gh //Presin hidrostticap = Vp
1852 / rpm 60 //Pitch Shaft
6. Masa adicionada
Cuando un cuerpo rgido se acelera dentro de un fluido, alguna
cantidad de este fluidoalrededor, se mueve con el cuerpo. Esta es
la masa adicionada y es una medida del fluido enmovimiento el cual
relaciona las aceleraciones lineales y angulares a las
fuerzashidrodinmicas ejercidas por dicho fluido. El efecto de la
masa adicionada es independientedel nmero de Reynolds o de la
estabilidad o inestabilidad del fluido. Los trminos de lamasa
adicionada se relacionan a continuacin:
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
12/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
7. Fuerza de propulsin
Realmente el modelo TPB est compuesto de un sistema de empuje de
tres hlices que soncontroladas de manera independiente desde la
consola de navegacin. Los valores en cadacontrol de mando indican
de 0 a 8 Forward y 0 a 8 Reverse, por lo que es importante teneren
cuenta el momento y fuerzas que se genera al activar uno u otro
control. La potenciasuministrada (rpm) por el motor incide en su
respectiva hlice o propela, permitiendo que elshaft correspondiente
gire en la direccin indicada. Los HP del shaft (Shaft horsepower)
seconvierten a fuerza (o momento) de rotacin aplicado a la
hlice.
Torque = Fuerza x distancia (Newtons x metros). Cuando la
potencia es dada en HP, el
torque es: = 5252.0xHP / rpm
Figura 5. Sistema de propulsin y timn del modelo TPB
La potencia est definida como Fuerza por VelocidadP=FV, donde 1
HP = 0.7457 kW y 1 kW
= 1000 Newtons xmetros/segundo. Las fuerzas y momentos
producidos dependen de lasvelocidades tanto del buque como de la
hlice. Con el nmero de palas, dimetro y otrascaractersticas de las
hlices, se utilizan los coeficientes KTy KQen funcin de J, para
estimarel empuje producido por estas y para diferentes velocidades
de avance. Como ecuaciones,normalmente se utiliza el siguiente
modelo:
X(P) = T = D4(1-t) KT(J)
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
13/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
K(P) = Q = - D5KQ(J)
Donde es la densidad del agua, KT es el coeficiente de empuje,
KQ es el coeficiente detorque, es el nmero de revoluciones por
segundo, D es el dimetro de la hlice, J es elgrado de avance de la
hlice y t es el coeficiente de succin. El nmero de avance est
dadopor:
J = Vw/ D
KT(J) = 0.527 - 0.455*J
Vwes la velocidad de incidencia del fluido en la hlice.
Se tienen en cuenta los momentos generados por las hlices a lado
y lado del eje de cruja,debido a que tienden a rotar levemente al
buque, con diferentes valores de rpm.
8. Resistencia al avance
El amortiguamiento del movimiento de un cuerpo que flota es
debido a la viscosidad yenerga que se pierde cuando se crean las
olas. La viscosidad por amortiguamiento esconsiderada de segundo
orden para movimientos leves. Para el caso de las fuerzas
deresistencia en el TPB y buques con un movimiento a velocidad
constante, la resistencia
(drag) se debe tambin a la friccin con la superficie (skin
friction).
La resistencia de friccin se supone el 75% de la resistencia
total. El valor obtenido enpruebas del coeficiente de friccin Cf(
Schlichting 1968, Pien and Moore 1963) y en funcindel nmero de
Reynolds de Longitud para convoys, est entre 0.002 y 0.003.
El coeficiente total de resistencia (drag) CD, est compuesto
adems de la friccin (Cf ), por eldenominado coeficiente de presin
viscosa (Cvp). La resistencia de presin en medio viscosose genera
por los esfuerzos normales de presin. Cuando un cuerpo se mueve en
un fluidoreal, se crea una capa lmite sobre la superficie del
cuerpo, modificando la distribucin de
presiones. Esta resistencia se puede calcular mediante anlisis
computacional.
La resistencia total est dada por:
RT = Rfric+ Rpres+ Rolas
El valor de Cf normalmente se calcula por medio de la siguiente
ecuacin emprica (ITCC1957):
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
14/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
Cf = 0.075/(LOG10Rn -2)2
Calculado Cf, el coeficiente total de resistencia CD se puede
predecir (ITTC 57) con el modelode correlacin lineal:
CD= Cf/1/2 V2 S
Sin incluir los trminos lineales, la resistencia de avance del
buque est dada por la siguienteecuacin cuadrtica:
X(H) = Xuu uu= - 1/2 CD S u2
Donde u puede ser reemplazado por (u Vx). S es la superficie
mojada del casco y Vx, la
velocidad del flujo en la direccin del eje x. Los siguientes
valores, definen el flujo cruzado.
Yvv, Yrr, Kpp, Nvv, Nrr
Las fuerzas hidrodinmicas de resistencia no-lineales a utilizar
en este modelo son:
Para buques de superficie, se aconseja que la matriz de
amortiguamiento viscoso estcombinada de los trminos de la matriz de
amortiguamiento lineal junto a los trminos nolineales. Esto permite
que a velocidades bajas cercanas a 0, los trminos lineales
seandominantes con respecto a los no lineales. Los trminos que
definen la matriz lineal son:
Xu, Yu, Yr, Kp, Nv, Nr
Para la resistencia de avance del buque se tiene:
X(H) = Xu+ Xuu uu
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
15/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
9. Fuerza y efecto del timn
Las fuerzas del timn estn definidas normalmente por:
Donde,
FN = Fuerza normal del timn.AR = rea efectiva del timn.VR =
Velocidad del flujo.CL = Gradiente Lift (flat plate o NACA)CL =
6.13 / (+ 2.25)
= Aspect ratio (h/b)
= ngulo del timn.
R = ngulo de entrada del flujo. ..R = + atan (vR/uR)tR =
Coeficiente de succin (drag) del perfil (flat plate o NACA).aH =
Coeficiente de interaccin entre el casco y el timn.xR = Distancia
del CG a la ubicacin de la fuerza lateral del timn.xH = Distancia
del CG a la ubicacin donde acta FN.
Figura 6. Ubicacin de timones y Fuerza normal.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
16/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
10. Peso y boyancia
Dentro del campo de las fuerzas hidrostticas, el peso de un
buque en superficie estdefinido como W = mg, y la fuerza de
flotabilidad o boyancia como FB = g, donde denota el volumen
sumergido. En este modelo se puede considerar que el peso sea igual
a lafuerza de boyancia, W = FB. Los trminos son definidos por:
donde XFB, YFBy ZFB, denota la ubicacin de la fuerza de
boyancia.
11. Efectos del viento y Corrientes
El modelo de viento aplicado es el descrito por Thor I. Fossen
& Monika Bortnowska, el cualla fuerza resultante actuando en el
buque es definida en trminos de la velocidad relativa del
viento uvy vvy el ngulo de su direccin v.
X(v) = RvxairAT (uv)2
Y(v) = RvyairAL (vv)2
N(v) = RvnairALL (Uv)2
La velocidad del viento est dada por:
uv= Uvcos(v - ) - u
vv= Uvsin (v - ) - v
donde,Rvx ,Rvy son los coeficientes de resistencia del
viento,aires la densidad del aire,ATesel rea proyectada transversal
del buque (l x d/2),ALes el rea proyectada lateral (w x d/2).
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
17/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
Los coeficientes se pueden aproximar como:
Rvx= - 0.8 cos(v- )
Rvy= - 0.8 sin (v- )
Rvn= -0.05 sin2(v- )
Al igual que el viento, las corrientes se asumen de 2
dimensiones, tropiezan con las reasproyectadas longitudinal y
transversal y son definidas por la magnitud de la velocidad (Uc)
y
el ngulo azimutal (c).uc= Uccos(c - ) - u
vc= Ucsin (c - ) - v
12. Efectos en aguas someras
Muchos accidentes pueden presentarse debido al viento o
corrientes. Pero tambin ocurrencuando un buque debe moverse a un
banco para dar paso a otro buque. El flujo de corrientealrededor
del buque cerca de un banco produce una variacin en la presin
resultando en
una fuerza latear (succin del veril) dirigida hacia el banco ms
cercano (principio deBernoulli). Estas diferencias de presiones
crean fuerzas y momentos que se deben tener encuenta, por lo tanto,
es importante conocer el margen de seguridad que se debe tomar,
parapasar un bajo fondo, cruzar un canal o tomar una curva a favor
o contra la corriente. Unbuque que navega cerca de un veril, deber
mantener una ligera inclinacin en su rumbohacia la banda opuesta
para compensar los efectos de la succin. Adems, si se pasa a
unbuque que navega en el mismo sentido, la prdida de presin entre
ambos se manifiesta enuna succin que los acerca.
La relacin calado profundidad es esencial para el desplazamiento
del buque, el cual
tendr un calado diferente. Este efecto, as como la interaccin
buque a buque, reduce lacapacidad de maniobra, sobre todo si la
distancia entre el suelo y la quilla se reduce pordebajo del 50%
del calado del buque. Esto hace que la resistencia del buque y el
squat seincrementen, por lo tanto la fuerza de boyancia se reduce
notoriamente. El efecto squatproduce vibraciones que disminuyen la
velocidad y rpm.
Squat mx (m) = CBV2/100
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
18/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
En este modelo, se han tenido en cuenta los efectos de aguas
someras que se han
planteado, al medir constantemente la distancia entre las
orillas o veriles y el buque, ascomo la profundidad. La solucin se
plantea desde el punto de vista de la deteccin decolisiones,
explicadas en prximas lneas, y con referencia al comportamiento del
suelo bajoel agua, bancos y canales de difcil acceso. La variacin
del calado y trimado del modelo setrataron de cierta forma para
mostrar una adecuada representacin del efecto con 4 gradosde
libertad.
13. Colisiones
Para el contacto entre objetos se trataron varios modelos de
deteccin y respuesta decolisiones, que afectan las velocidades de
los objetos involucrados. El primer modelo, siendoel caso de dos
buques que se aproximan, consiste en medir la distancia entre uno
de lospuntos que forman un rectngulo de las mismas medidas de cada
buque y un lado delrespectivo rectngulo del otro buque. Este modelo
se conoce como
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
19/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
FCx = -U sin() fc/(nabs(fc))
FCy = -U cos() fc/(nabs(fc))donde,
fces la iteracin de valores (1..5) de la fuerza de resistencia y
desplazamiento atenuado delbuque impactado, es el ngulo de la
fuerza aplicada (lnea de accin) y U es la velocidaddel buque
transmitida al buque impactado, n es un valor que permite controlar
la resistenciaproducida por el buque impactado. Se busca de esta
manera modelar un sistema de colisinque sea independiente del dt,
el cual tiene en cuenta el tiempo antes y despus del punto
deimpacto como se ha tratado comnmente. La frmula anterior
simplemente es una reaccin
del cuerpo una vez se detecte que hay colisin o contacto entre
los dos objetos. Estas dosexpresiones se suman normalmente a las
fuerzas que definen las respectivas aceleracionesde los buques.
El mismo modelo se aplica al contacto con veriles y otros
objetos, lo que permitir cambiarla forma de reaccin del buque en
cuanto al momento generado o desplazamiento eimpulso, pero con la
diferencia que el ngulo de la fuerza del veril hacia el buque
esperpendicular a la recta definida por dos vrtices (A,B) de la
definicin del terreno.
Figura 9. Resolucin de colisin con terreno
14. Pruebas evolutivas
El valor correspondiente al radio de giro fue tomado de la
siguiente ecuacin:
Dg = 4.25 Lpp, @ 35
Para el modelo en cuestin del remolcador, el radio es
aproximadamente igual a 50 m, conel timn definido y eslora entre
perpendiculares de 25 m.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
20/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
La respectiva ecuacin del radio de giro que se utiliz en el
modelo es:
rad = 2 (U/omega) / dt
Por consiguiente se calcul la tasa de giro:
ROT = 1852 U/rad 0.96;
Figura 10. Curvas de evolucin arrojadas por el modelo del
remolcador a diferentes timones5, 10, 20, 35Y Zig-Zag con timn
40
15. CONCLUSIONES
Este modelo, el cual sintetiza la dinmica de un buque compuesto,
permitir estudiar futurosmodelos con nuevas variables y
coeficientes, en un escenario de aguas someras orestringidas y mar
abierto. Este modelo permiti pasar de un ambiente de
programacinpara modelos dinmicos como el acostumbrado en
aplicaciones MatLab, a un programa
desarrollado en C++ con visualizacin 3D soportada por OpenGL.
Los buques y el escenariofueron elaborados en 3DsMax. Esta gran
ventaja permitir tambin reutilizar modelos debuques complejos,
(petroleros, gaseros, pesqueros, portacontenedores,
Roll-on-Roll,remolcadores, submarinos, etc.), que han sido
desarrollados para obtener sus derivadas atravs de soluciones
numricas y pasarlos a un ambiente virtual donde podrn
interactuarcon otros objetos en el escenario y al igual que este
modelo, permitir la utilizacin deJoysticks y control de mandos para
las maniobras del buque.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
21/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
Unidades
Length mMass kgTime sPlane angle radForce N = kg m/s2Work J = N
mPower W = J/sFrequency Hz = s1Pressure Pa = N/m2
Area m
2
Volume m3Density kg/m3Velocity m/sAcceleration m/s2Angular
Velocity rad/sAngular Acceleration rad/s2Dynamic Viscosity
Ns/m2Kinematic Viscosity m2/s
ACERCA DE
Jairo Uparellaes investigador independiente sobre temas de la
Simulacin Virtual basada enla fsica y de Informtica. Tiene un ttulo
de B.Sc. en Ingeniera con especializacin enCiencias Computacionales
y es programador en OpenGL/C++, modelador 3D de escenariosvirtuales
y animador 2D/3D con una experiencia en el tema de ms de 10 aos.
Tuvo laoportunidad de crear en el 2002 el primer prototipo de
simulador para entrenamiento decomandantes de submarinos, as como
el simulador de tiro para entrenamiento en armascortas de la Armada
de Colombia en el 2005. Construy de manera virtual los equipos de
laplanta de crudo de ECOPETROL refinera Cartagena en el 2010. Adems
de ser docente en
Computacin Grfica, programacin C++, OpenGL, escenarios virtuales
y de procesos, esescritor de libros tcnicos y revistas. Su primer
libro Historia y Evolucin de la PC lo
escribi en 1996 despus de haber sido columnista y director de
las pginas de Informticadel diario local. Su segundo libro
Semntica, Parfrasis y otros trminos de la Informtica
lo escribi en 1999. Para 2013 public su primer libro sobre
Simulacin Virtual Interactiva.Tambin ha sido conferenciante de
temas de la Informtica, entre estos la SimulacinVirtual, Internet y
de medios virtuales para el aprendizaje. Actualmente
desarrollasimuladores nuticos para su propia investigacin, tales
como Radar/Arpa, ECDIS, Conning,
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
22/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
GPS, Ecosonda, buques a 6DOF y ha hecho un gran avance en la
Simulacin Virtual de las
consolas de radares tipo AN/TPS-70 con sistema ATCS (Air Traffic
Control Simulator) para laedicin de aviones en un proyecto para la
Fuerza Area de Colombia en el 2012. Escolumnista e investigador en
la revista ERBzine de Tarzana California, USA, referente a
lasnovelas de Edgar Rice Burroughs, Tarzn de los monos.
REFERENCIAS
[1] Thor I. Fossen , Marine Control Systems, Norwegian
University of Science andTechnology, Marine Cybernetics, 2002.
[2] Bertram, V (2000). "Practical Ship Hydrodynamics,"
Butterworth- Heinemann, LinacreHouse, Jordan Hill, Oxford,
270pp.
[3] Tristan Perez and Thor Fossen, Time-Domain Models of Marine
Surface Vessels based onSekeeping Computations Centre for Ships and
Ocean Structures CeSOS, NorwegianUniversity of Sc. and Tehc. NTNU
Trondheim, NORWAYSept 2006
[4] Jerzy Matusiak, Dynamics of a Rigid Ship, Aalto University,
School of Engineering,Department of Applied Mechanics, Marine
Technology, SCIENCE + TECHNOLOGY 11/2013.
[5] K.J. Rawson, BASIC SHIP THEORY, 5a Ed., Vol I and II,
2001.
[6] ABKOWITZ, M. A., 1964, Lectures on Ship Hydrodynamics
Steering and Maneuverability.Hydrodynamics Department Hydro-og
Aerynodamisk Laboratorium, Report No Hy-5, Lyngby,Denmark.
[7] NOMOTO, K., et al., 1957, On the Steering Qualities of
Ships, International ShipbuildingProgress, vol. 4, no. 35.
[8] Mark D. Ardema , Newton-Euler Dynamics, Santa Clara
University, Santa Clara, California,
2005 Springer Science+Business Media, Inc.
[9] Roy Featherstone, Rigid Body Dynamics. Algorithms, The
Austrailian National University.Canberra, ACT Austrailia, 2008
Springer Science+Business Media, LLC
[10] Robert B. McGhee, Bachmann, Zyda, Rigid Body Dynamics,
Inertial Reference Frames,and Graphics Coordinate Systems: A
Resolution of Conflicting Conventions and Terminology,Naval
Postgraduate School, Monterey, California, November 2000
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
23/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
[11] David M. Bourg, Physics for Game Developers, OReilly &
Associates 2002,
[12] David Baraff. An introduction to physically based modeling:
Rigid body simulation 1 -unconstrained rigid body dynamics.
SIGGRAPH Course Notes, 1997.
[13] Chris Hecker. Physics, part 3: Collision response. Game
Developers Magazine, pages 11-18, March 1997.
[14] Jos Stam, Real-Time Fluid Dynamics for Games.
[15] Gamasutra, Fluid Simulation for Video Games.
[16] Damien Hinsinger, Interactive Animation of Ocean Waves.
[17] Vladimir Belyaev, Real-time simulation of water
surface.
[18] ORourke, Joseph. Computation Geometry in C. Cambridge
University Press, 1993.
[19] Heckbert, Paul S., Editor. GraphicGems IV. Academic Press,
1994.
[20] Rajshree Chabukswar, Adam T. Lake, and Mary R. Lee,
Multi-threaded Rendering andPhysics Simulation. Intel Software
Solutions Group (SSG).
[21] Vladimir Belyaev, Real-time simulation of water surface.
Applied Math. Department, St.Petersburg State Polytechnical
University, St. Petersburg, Russia.
[22] Claes Johanson, Real-time water rendering, Introducing the
projected grid conceptMaster of Science thesis, 2004. Lund
University.
[23] Damien Hinsinger, Fabrice Neyret, Marie-Paule Cani,
Interactive Animation of OceanWaves, iMAGIS-GRAVIR, joint research
project of CNRS,INPG,INRIA,UJF
[24] P S Karthikeyan, P S Ranganathan, Tutorial on Cloth
Modelling, Indian Institute ofTechnology, Sri Venkateswara College
of Engg, Pennalur, Madras.
[25] Mark J. Kilgard (1996). The OpenGL Utility Toolkit GLUT.
Programming Interface. SiliconGraphics Inc.
[26] Richard S. Wright, Jr. OpenGL Super
Bible!http://www.goodreads.com/book/show/1043684.OpenGL_SuperBible
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
24/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
[27] Jackie Neider (1994) The Red Book. Programming Guide.
Silicon Graphics Inc.
[28] Resnick, R., Holliday, D. Fsica Vol. I, 4ta Edicin, Ed.
CECSA, Mxico, 12006.
[29] Serway, R. Fsica Vol. I, 4ta Edicin, Ed. Mc Graw-Hill,
Mxico, 2007.
[30] Beer-Johnston 1990, Mecnica Vectorial para Ingenieros.
Dinmica. McGraw-Hill.
[31] Sears, Zemansky, Young, 1988, 6ta Edicin. Fsica
Universitaria. Addison WesleyPublishing Compnay Inc.,
Massachussets. McGraw-Hill.
OTRAS REFERENCIAS EN INTERNET:
[32] Zotti , Igor, RIVER TRANSPORT BY BARGES: RESISTANCE AND
DIRECTIONAL STABILITYPROBLEMS, University of Trieste, DIA
Department, Trieste, Italy, International
ConferenceIDS2013Amazonia.
[33] Wright, Christopher, 2000-Tug Barge Options PDF, TUG/BARGE
OPTIONS, The MariportGroup Ltd. Strategies for Canadian Shipping
Company of Master Mariners of Canada GreatLakes Division.
[34] David R. B. Kraemer and Michael E. McCormick, Analysis of
the Added Mass of a Bargein Restricted Waters PDF, August 2003.
[35] Katrien Eloot (1), Mare Vantorre (2), Ship behaviour in
Shallow and Confined Water: anOverview of Hydrodynamic Effects
through EFD, Flanders Flydraulics Research, Berchemlei115, B2140
Antwerp, Belgium. (2) Maritime Technology Division, Ghent
University,Technologiepark 904, B9000 Ghent, Belgium.
[36] Sandra K. Martin, EFFECTS OF GEOMETRY ON THE KINETIC ENERGY
OF A TOWBOAT AND
BARGES IN A NAVIGATION LOCK, Hydraukcs Laboratory, DEPARTMENT OF
THE ARMY,Waterways Experiment Station, Corps of Engineers,
Vicksburg, Mississippi.
[37] Hyeon Kyu Yoon (1), Sun Young Kim (2) and Gyeong Joong Lee
(2), (1) Department ofNaval Architecture and Marine Engineering,
Changwon National University, Gyeongnam 641-773, Korea, (2)
Maritime & Ocean Engineering Research Institute, KORDI,
Daejeon, 305-343,Korea, Causal Analysis of a Tugboat Capsizing
Accident in Rough Weather Condition Based
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
25/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
on a Dynamical Simulation, International Journal of Ocean System
Engineering 1(4) (2011)
211-221.
[38] M.Colpachi, CEAN, FIUBA, B.Lechatpois, INSA, Rouen, Anlisis
del comportamientopropulsivo de un remolcador de empuje,
Universidad de Buenos Aires.
[39] J. Rodger Adams, IDENTIFICATION OF STUDY APPROACHES TO
DETERMINE PHYSICALIMPACTS OF COMMERCIAL NAVIGATION ON THE UPPER
MISSISSIPPI RIVER SYSTEM, Office ofHydraulics & River
Mechanics, April 1992.
[40] American Bureau of Shipping - GUIDE FOR BUILDING AND
CLASSING INTEGRATED TUG-BARGE (ITB) COMBINATIONS INTENDED TO
OPERATE ON THE GREAT LAKES, November 2002
[41] RULES FOR THE TOWING SURVEY OF BARGES AND TUGBOATS, Korean
Register ofShipping, July 2010.
[42] OMI - SUB-COMMITTEE ON STANDARDS OF TRAINING AND
WATCHKEEPING,DEVELOPMENT OF GUIDANCE FOR PERSONNEL INVOLVED WITH
TUG-BARGE OPERATIONS,Proposal on the development of guidance
regarding personnel in charge of, or involved in,tug-barge
operations, Submitted by the Republic of Korea and Malaysia, 44th
session,Agenda item 11, STW 44/11, 22 February 2013.
[43] Kevin McTaggart, Simulation of Hydrodynamic Forces and
Motions for a FreelyManeuvering Ship in a Seaway, DRDC Atlantic TM
2005-071, Canada, December 2005.
[44] Denise Da Costa Gonzlez, ESTUDIO PARAMTRICO DE LAS FUERZAS
EN SISTEMAS DEAMARRE PARA BUQUES AMARRADOS EN PUERTOS, Porto,
Setembro 2006.
[45] American Bureau of Shipping - GUIDE FOR VESSEL
MANEUVERABILITY, March 2006.
[46]
(http://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/)
Facts About the American Tugboat, Towboat and Barge Industry.
The AmericanWaterways Operators. Web. 21 Oct.
2011.http://www.americanwaterways.com/industry_stats/facts_about_ind/factsabout.pdf%3E
Tugboats and Towboats. Tugboat Enthusiasts Society. 2007. Web.
21 Oct.
2011.http://www.tugboatenthusiastsociety.org/Pages/tugboats-and-towboats-01.htm%3E
http://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/http://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/http://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/http://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/http://www.americanwaterways.com/industry_stats/facts_about_ind/factsabout.pdf%3Ehttp://www.americanwaterways.com/industry_stats/facts_about_ind/factsabout.pdf%3Ehttp://www.americanwaterways.com/industry_stats/facts_about_ind/factsabout.pdf%3Ehttp://www.tugboatenthusiastsociety.org/Pages/tugboats-and-towboats-01.htm%3Ehttp://www.tugboatenthusiastsociety.org/Pages/tugboats-and-towboats-01.htm%3Ehttp://www.tugboatenthusiastsociety.org/Pages/tugboats-and-towboats-01.htm%3Ehttp://www.americanwaterways.com/industry_stats/facts_about_ind/factsabout.pdf%3Ehttp://www.americanwaterways.com/industry_stats/facts_about_ind/factsabout.pdf%3Ehttp://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/http://agrayphotography.wordpress.com/2011/10/21/tugboats-towboats-and-barges-oh-my/
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
26/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
Jairo Uparella B.Sc. Computer Science Specialized Computer
Programs & ElectronicsCel: 315-7342855 E-mail:
[email protected]
[47] Ching-Tang Chou, and Li-Chen Fu, Fellow, IEEE, Ships on
Real-time Rendering DynamicOcean Applied in 6-DOF Platform Motion
Simulator.
[48] Yong Yin, Xiaofeng Sun, Xinyu Zhang, Xiuwen Liu, Hongxiang
Ren, Xiufeng Zhang andYicheng Jin, Application of Virtual Reality
in Marine Search and Rescue Simulator, KeyLaboratory of Marine
Simulation and Control, Dalian Maritime University, Dalian
116026,China.
[49] Jeppesen Workboat Navigator for inland waterways.
Englewood, CO 80112-5498 USA
[50] Canku Alp alargn, DYNAMIC MODEL INTEGRATION AND 3D
GRAPHICAL INTERFACE FOR A VIRTUAL SHIP, A thesis submitted to the
graduate school of natural and applied
sciences of Middle East Technical University, January 2008.
[51] Manuel Haro Casado, DETERMINACIN DE LA DINMICA NO LINEAL DE
UN BUQUEMEDIANTE EL EMPLEO DE LA CURVA DE EVOLUCIN, Facultad de
Ciencias Nuticas.Universidad de Cdiz
[52] David Leonardo Lencastre Sicuro, PHYSICALLY BASED MODELING
AND SIMULATION OF ASHIP IN OPEN WATER 3-D VIRTUAL ENVIRONMENT,
THESIS, NAVAL POSTGRADUATESCHOOL, MONTEREY, CALIFORNIA, 2003.
[53] Damitha Sandaruwan, Nihal Kodikara, Chamath Keppitiyagama
and Rexy Rosa, A SixDegrees of Freedom Ship Simulation System for
Maritime Education, The InternationalJournal on Advances in ICT for
Emerging Regions 2010.
[54] Cem Yuksel, REAL-TIME WATER WAVES WITH WAVE PARTICLES, A
Dissertation. August2010
[55] Prof. A.H. Techet, Hydrodynamics for Ocean Engineers,
Marine Propellers, 2004.
[56] Yasuo Yoshimura, Mathematical Model for Manoeuvring Ship
Motion, Workshop on
Mathematical Models for Operations involving Ship-Ship
Interaction August 2005 Tokyo.
[57] Sinan Pakkan, MODELING AND SIMULATION OF A MANEUVERING
SHIP, a thesissubmitted to the graduate school of Natural and
Applied Sciences of MIDDLE EASTTECHNICAL UNIVERSITY, September
2007.
[58] Datuk Captain Hamzah Bin Mohd Noor et al. , EFFECTS OF
COASTAL DEVELOPMENT ONSHIP MANOEUVRING AND NAVIGATION, Universiti
Teknologi Malaysia.
-
8/10/2019 SIMULADOR FLUVIAL
27/27
LA SIMULACIN VIRTUAL EN LA SOLUCIN DE PROBLEMAS DE LA NAVEGACIN
FLUVIAL REAL - -Agosto 2014
[59] Volkan Akinsal, SURFACE SHIP FUEL SAVINGS WITH AN OPTIMIZED
AUTOPILOT, Thesis,NAVAL POSTGRADUATE SCHOOL, Monterey,
California,December 1985.
[60] Fabian Jenne, Simulation & Control Optimization of an
autonomous sail boat, Thesis,Swiss Federal Institute of Technology
Zurich, 2010.
[61] Damitha Sandaruwan et al., Modeling and Simulation of
Environmental Disturbancesfor Six degrees of Freedom Ocean Surface
Vehicle, Research Article , Institute of Physics - SriLanka,
2009.
[62] Katrien Eloot, PREDICTION OF SHIP MANOEUVRABILITY OF AN
8000 TEUCONTAINERSHIP IN DEEP AND SHALLOW WATER: MATHEMATICAL
MODELLING ANDCAPTIVE MODEL TESTING, Flanders Hydraulics Research,
Belgium, 2006.
[63] Ing. William Martn Cipriano Quinteros, MANIOBRABILIDAD DE
BUQUES, UniversidadNacional de Ingeniera, LimaPer, Agosto 2009.
[64] Tannen S. VanZwieten, DYNAMIC SIMULATION AND CONTROL OF AN
AUTONOMOUSSURFACE VEHICLE, Thesis, The College of Engineering,
Florida Atlantic University, December2003.
[65] Jairo Uparella, APUNTES BASICOS PARA EL DESARROLLO DE UN
SIMULADOR DENAVEGACION Y MANIOBRAS DE UN BUQUE DE GUERRA,
Anteproyecto para la Investigacine implementacin, ENAP, Cartagena,
2005.
[66] Jairo Uparella, Simulacin Virtual Interactiva, 3Dium,
Cartagena 2014.