Diplomado en Dinámica de Fluidos Aplicada a Barcos

1.1. Propiedades de los fluidos marinos: densidad, viscosidad, tensión superficial y cavitación

1.2. Ecuaciones fundamentales del flujo fluido: Ecuación de Continuidad y Ecuaciones de Navier-Stokes

1.3. Simplificaciones de flujo: Euler, flujo potencial, capa límite y aproximación de fluido incompresible

1.4. Similitud dinámica y números adimensionales marinos: Número de Froude (Fn), Número de Reynolds (Rn) y Número de Weber (We)

1.5. Vorticidad, circulación y teoría de sustentación aplicada a apéndices de buques

1.6. Flujo potencial de superficie libre y teoría de olas de pequeña amplitud (Olas de Airy)

1.7. Herramientas analíticas y matemáticas para la resolución de problemas hidrodinámicos

2.1. Descomposición de la resistencia total al avance según ITTC: componentes viscosa y de olas

2.2. Resistencia viscosa: fricción superficial, efecto de forma y fricción en cascos rugosos o incrustados

2.3. Resistencia por formación de olas: sistema de olas divergentes y transversales (Patrón de Kelvin)

2.4. Interferencias de olas, bulbo de proa y optimización de las líneas de agua

2.5. Resistencias adicionales: apéndices, resistencia del aire en la obra muerta y resistencia por marejada (Added Resistance)

2.6. Ensayos en canales de experiencias hidrográficas (Tow Tank): escalado de modelos a buque real

2.7. Métodos empíricos de estimación de resistencia: método de Holtrop-Mennen y diagramas de serie sistemática

3.1. Teoría del impulsor y geometría de la hélice marina: paso, diámetro, relación de área de disco y secciones de pálida

3.2. Teorías de la hélice: línea sustentadora, superficie sustentadora y BEMT (Blade Element Momentum Theory)

3.3. Interacción casco-propulsor: coeficiente de estela (wake fraction), coeficiente de succión (thrust deduction) y eficiencia de casco

3.4. Ensayos de hélice aislada (Open Water Tests) y ensayos de autopropulsión en canal

3.5. Fenómeno de cavitación en hélices: tipos de cavitación, erosión, ruido, vibraciones e índice de cavitación

3.6. Dispositivos de ahorro de energía (ESD): ductos Mewis, aletas pre-rotacionales, timones de perfil avanzado y hélices contrarrotativas

3.7. Propulsores especiales: Waterjets, Azipods, hélices de paso variable (CPP) y propulsores cicloidales (Voith Schneider)

4.1. Fundamentos de CFD: Discretización espacial y temporal mediante el Método de Volúmenes Finitos (FVM)

4.2. Modelación de la turbulencia en CFD marino: RANS (k-epsilon, k-omega SST), LES y DES

4.3. Captura de la superficie libre (interfaz agua-aire): Método Volume of Fluid (VOF) y Level Set

4.4. Generación de mallas numéricas: mallas estructuradas, no estructuradas, prismáticas en capa límite y refinement dinámico

4.5. Condiciones de contorno marítimas: entrada de ola, pared con función de pared, salida de flujo y simetría

4.6. Verificación y validación (V&V) de modelos CFD según directivas de la ITTC e incertidumbre numérica

4.7. Automatización de simulaciones de CFD y optimización de formas del casco (HPC y computación en la nube)

5.1. Clasificación hidrodinámica por número de Froude de eslora ($Fn_L$) y de volumen ($Fn_V$)

5.2. Fenómenos de sustentación dinámica en cascos planantes: ángulo de atamiento (trim), línea de rociado (spray line) y presión dinámica

5.3. Métodos analíticos de cálculo para embarcaciones planantes: Método de Savitsky

5.4. Inestabilidades dinámicas en alta velocidad: porpoising, chine walking y bow steering

5.5. Apéndices de control hidrodinámico: tabs, interceptores, foils pasivos y sistemas de estabilización activa

5.6. Hidrodinámica de multicascos: interferencia de olas en catamaranes y trimaranes

5.7. Simulación CFD de cuerpos de rápido movimiento con mallas dinámicas (Overset/Chimera grids)

6.1. Teoría de perfiles hidrodinámicos marinos: cavitación, supercavitación y diseño de secciones de foils

6.2. Configuración de embarcaciones con hidrofoils: foils sumergidos vs. foils cruzadores de superficie

6.3. Dinámica de vuelo sobre el agua: sistemas de control automático de inclinación y flaps para hidrofoil

6.4. Embarcaciones de efecto superficie (SES) y aerodeslizadores (Hovercrafts): hidrodinámica del colchón de aire

6.5. Integración de foils en veleros de alta competición (clases IMOCA, AC75) y yates sostenibles

6.6. Ensayos en túneles de cavitación y canales de maniobrabilidad para perfiles sustentadores

6.7. Análisis de la transición de estado de desplazamiento a vuelo sustentado

7.1. Estadística y espectros de olas marinas: Pierson-Moskowitz, JONSWAP y representación de mares irregulares

7.2. Movimientos del buque en 6 grados de libertad (6-DoF): translaciones (surge, sway, heave) y rotaciones (roll, pitch, yaw)

7.3. Funciones de Transferencia de Respuesta (RAO – Response Amplitude Operators) y teoría de franjas (Strip Theory)

7.4. Respuestas hidrodinámicas de segundo orden: fuerzas de deriva por ola (Drift Forces) y movimiento de baja frecuencia

7.5. Fenómenos extremos: embarque de agua en cubierta (Green Water), impacto hidrodinámico (Slamming) y desacoplamiento de hélice

7.6. Criterios de operatividad, confort de pasajeros y mareo (MSI – Motion Sickness Index)

7.7. Sistemas de reducción de balance: tanques pasivos/activos de balance, aletas estabilizadoras y giroscopios