Modelo Teórico Final Barco

A continuación presentamos nuestro último modelo del comportamiento de nuestro barco, incluyendo las entregas anteriores, correcciones y agregando el tiempo teórico esperado en recorrer los 5 metros, disfrútenlo.

"MODELO TEÓRICO FINAL"

Prueba 1

Aquí les dejamos el video con la prueba que hicimos con nuestro prototipo.

Modelamiento Matemático

Finalmente, el modelo de el barco lo presentamos en el siguiente link:



MODELO MATEMATICO

Pronto nuestro video de prueba!!!!! y nuevas actualizaciones!!!!!

Nuevo modelo

Tras trabajar en el diseño, logramos especificar las medidas que permitirán la estabilidad del barco. Con ellas construimos un modelo

Avances en la construcción.

Luego de la compra de materiales y de la primera sesión de construcción, hemos seguido avanzando en el proceso y de a poco el barco va tomando forma.

Lo primero que hicimos fue cortar tres planchas de plumavit con la forma de la cubierta del barco. Luego fueron apiladas y pegadas entre ellas como se ve en las imágenes:

Una vez bien adheridas las capas, las rebajamos poco a poco con un serrucho de dientes muy finos, facilitado por los técnicos del DIHA, hasta lograr la forma del casco que queríamos. Las medidas de la cubierta fueron determinadas a partir de lo que arrojó el modelo de la entrega anterior: largo 45 cm y ancho 26 cm.

Una vez terminado el casco del bote en "bruto" (ya que todavía se requiere hacerle modificaciones para que cumpla con las condiciones de estabilidad y flotabilidad), procedimos a la confección de la placa receptora del flujo de agua.

Tomamos el modelo de un armazón fijo para taladros y el concepto lo reprodujimos en madera. A erte armazón se le colocó un cucharón plástico de $690 que actuará como placa receptora.

Finalmente llegamos a la siguiente estructura:

La cual es "empotrada" en el barco con los cuatro tarugos que se observan en la imagen anterior. Se optó por este tipo de receptor ya que luego de tantear en el laboratorio la no menor fuerza del chorro, dijimos que la estructura que lo iba a soportar no podía doblarse ya que destruiría el plumavit del barco por el torque que haría el chorro sobre la placa. Este diseño pretente recibir adecuadamente el chorro y empujar el barco lo más uniformemente posible. La estructura queda colocada en el barco de la siguiente manera:

Por ultimo cubrimos el casco del barco con la masilla mágica y la lijamos.

Hemos tenido problemas al colocar la botella de coca cola en la cubierta del barco debido a que se "ladea" fácilmente, por lo que estamos buscando alternativas como colocarle una pequeña quilla o colocarle metal en la base del casco para así disminuir el centro de gravedad de la figura.

Compra de materiales

El día domingo 8/11/2009 luego de analizar los materiales que necesitábamos para comenzar a
construir nuestro barco, fuimos al Homecenter de Departamental y compramos lo siguiente:




Dando un total de $ 12.274

Cambio en los materiales

Con el desarrollo del proyecto, nos dimos cuenta de que deberíamos hacer algunos cambios en los materiales.

En primer lugar consideramos que no era necesaria la utilización de plumavit de alta densidad, la cual la reemplazamos por plumavit corriente.

Además, nos dimos cuenta de que la resina epoxica no era la ideal para el trabajo ya que no podía estar en contacto con la plumavit. Por eso, decidimos reemplazarla por masilla mágica, la que además de impermeabilizar la embarcación, se puede lijar, lo que permite obtener una superficie lisa con menor roce.

Cambios en el modelo

La placa que recibirá el impulso proveniente del chorro de agua no ira sujeta con barras a los costados del barco, si no que estará afirmada con barras verticales que permitirán ajustar la altura según las especificaciones de diseño del proyecto.

Estos nuevos cambios nos obligaran a realizar un nuevo modelo 3D y nuevos planos de la embarcación.

Materiales

Utilizaremos plumavit de alta densidad para contruir el barco. Ademas le daremos un revestimiento de resina epoxica para disminuir el roce.
Ademas necesitaremos cola fria para pegar las laminas de plumavit y una placa metalica para recibir el chorro de agua.

La cotizacion es la siguiente:

-Plumavit alta densidad Plancha 100x50x5 ---> $3.400 x 2 = $ 6.800
-Resina Epoxica ---> $ 5.500
-Cola Fria ---> $ 1.400

Modelo 3D y planos

Tenemos un modelo y planos preliminares.

Elegimos una proa de hacha o lanzada pues queremos tener la menor superficie de contacto con el agua. La perdida de velocidad será básicamente por roce, y por lo tanto, queremos disminuir la superficie "mojada". El problema de este tipo de proa es que puede meterse en las olas, pero este barco se probara en un estanque sin oleajes, por lo que esto no representa una restricción real.

Por otro lado, escogimos una popa de espejo, pues así se aprovecha hasta el ultimo chorro de agua en contacto con el bote para impulsarlo. Junto a esto, utilizaremos una placa cóncava, la cual tendrá un ángulo aun por estimar. Esta placa ira sujeta al barco mediante barras que transmitirán la fuerza a los costados del barco. Todo esto con el fin de aprovechar al máximo la energía proveniente del agua.

Modelo Matemático Preliminar

Se nos propuso un problema dentro de la Cátedra Mecánica de Fluidos, que consistía en crear una embarcación con ciertas restricciones respecto de su flotabilidad y estabilidad (como también algunas restricciones físicas). Para abordar dicho problema, nos percatamos que debíamos modelarlo matemáticamente, para lograr así una "solución" lo más óptima posible.
Dicho planteamiento se divide en:

1) Obtención tanto del Centro de Gravedad como del volumen de la botella de Coca-Cola, realizando diversas mediciones a la botella, en el laboratorio de Materiales de la Ingeniería con un pie de metro, para así discretizar la botella como un cilindro y un cono truncado.

2)Ver el cumplimiento de la Flotabilidad dentro de nuestra embarcación , a través de los principios vistos en clase y en bibliografía especializada. Aquí comienzan a aparecer nuestras variables a determinar posteriormente (medidas de nuestra embarcación, que como combinaciones lineales representan alguna condición).

*En este punto también se debió calcular el Volumen de Carena respecto de nuestras variables no conocidas

3) Se evaluaron Condiciones de Estabilidad, dicha condición se estableció en su mayoría respecto de las variables por determinar.Este item se divide en 2:

3.a) Perturbación con respecto al eje x mirando al frente, es decir a la cara que está representada como un cuerpo plano triangular. Evaluámos la condición de estabilidad, es decir que el metacentro esté sobre el centro de gravedad.

3.b) Perturbación con respecto al eje longitudinal, es decir mirando por el lado o a lo largo; la cara está representada como un cuerpo plano rectangular. Evaluámos la condición de estabilidad, es decir que el metacentro esté sobre el centro de gravedad.

**En ambos casos, debimos calcular el centro de gravedad global de dicha cara, como también el respectivo centro de carena.

4) El caso 3.a) se planteó como un problema de optimización, con sus respectivas restricciones, que son la estabilidad, flotabilidad, cotas geométricas y otras. Se resolvió con el Solver de Excel, lo que nos entregó una primera mirada a lo que en el futuro serán las medidas de nuestra embarcación.

Si quieres saber más de nuestro Modelo, revisa el documento completo "Modelo Matemático Preliminar"

Nuestro Primer Slide show

Para que puedan ver nuestras fotos en el blog, tenemos nuestro primer slide show con imágenes de nuestra primera reunión

Disfrútenlo!!!

Visita al Profesor Julio Vergara, Departamento Ing. Mecánica

Fuimos a hablar con el Profesor Julio Vergara para pedirle consejos y asesoramiento con nuestro diseño. De esta reunión concluimos que:

• No utilizaremos quilla, pues es agregar superficie de roce.
• En lugar de quilla, podemos poner peso en el fondo, como arena o un fierro.
• Para el diseño de la proa, podemos utilizar proas tipo "hacha" o "lanzada" pues no es necesario diseñar una proa que resista olas.
• Es vital disminuir la superficie "mojada"
• Tenemos que procurar que el agua del chorro no entre al barco, para que no se hunda.
• Dentro de los materiales podríamos considerar fibra de vidrio, plumavit de alta densidad y madera de balsa.
• Debemos realizar ensayos de prueba y error para ajustar el diseño.

Primera Reunión

El día Sábado 10 de Ocutbre tuvimos la primera reunión, en la cual discutimos acerca de los materiales que ibamos a ocupar y del diseño de nuestro barco.

El material que ocuparemos para contruir el casco del barco será plumavit, que gracias a su flotabilidad, fácil manejo y bajo costo, aparece como una alternativa adecuada para los requerimientos del protopito, Además, se revestirá con un impermeabilizante que no hemos decidido aún, con el propósito de disminuir el roce con el agua.

En cuanto al diseño, discutimos acerca de la forma de la proa (parte delantera del barco), ya que es importante romper las pequeñas olas que pudienes existir en el estanque donde presentaremos el proyecto de la manera menos agresiva posible para no frenar al barco. Estamos decidiendo todavía si utilizar un proa lanzada o una recta. Esta semana haremos las averiguaciones correspondientes.

Además decidimos colocarle una quilla al barco para así impedir que este cambie su dirección fácilmente. Esperamos que con esta adición no cambie su rumbo al ser impulsado por el chorro de agua.

Las fotos de la reunión se encuentran en nuestro flickr. Podran encontar el enlace al costado derecho del blog

¡Bienvenidos al Blog!

Somos el Grupo 28 del Proyecto Semestral del Curso Mecánica de Fluídos de la Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de Chile.

Este semestre, se busca construir un prototipo de un barco, cuyo diseño es libre pero que debe respetar ciertas condiciones de costos, flotabilidad, estabilidad e hidrodinámica. Este blog será el portal de comunicación del grupo, donde mostraremos en qué constiste nuestra embarcación, los avances que tengamos y las modificaciones que le hagamos al prototipo, todo esto acompañado de fotos y videos de interés para la confección del prototipo.

Suelten los Cabos y leven sus anclas, que comienza la travesía!.