Capacidade · 04 / 09 · Hidrodinâmica

Previsão de Manobrabilidade

Name: Previsão de Manobrabilidade
Availability: InStock
Author: Sérgio Ribeiro e Silva

Simulação no domínio temporal. Respostas probabilísticas.

Prazo · 6–12 semanasHonorário fixo, âmbito fixoLiderado por sócioAutor · Sérgio Ribeiro e Silva, PhDÚltima revisão · 2026-05-23

✦ Em breve

A previsão de manobrabilidade usa simulação no domínio temporal para antecipar como uma embarcação responde em condições reais — círculos de evolução, zigzags, janelas de atracação, envelopes de manobra autónoma. A KDS Offshore corre estudos probabilísticos de operacionalidade (milhares de atracações amostradas a partir de um ano de dados meteoceânicos) que respondem a quantas vezes por ano um navio pode manobrar sem rebocador.

Visão geral

O que é este serviço

Um estudo de manobra tem de responder a uma pergunta sobre a qual o operador possa atuar: quantas vezes por ano o meu navio pode atracar sem assistência de rebocador? Que margem tenho para ventos de través? Onde é que um segundo propulsor de popa muda a resposta?

Respondemos a essas perguntas com um modelo no domínio temporal em MatLab/Simulink que acopla casco, leme (com flap, quando aplicável) e propulsores de proa/popa, alimentado por um ano de dados meteoceânicos e por um núcleo de comportamento no mar baseado em método de painéis 3D para as forças de onda.

Os nossos projetos de referência são as avaliações probabilísticas de operacionalidade dos navios porta-contentores de 610 TEU *Corvo* e *Silver Mary* dentro do porto de Vila do Porto (Açores). Fazemos estes estudos em estreita colaboração com a autoridade portuária e o operador.

Os nossos métodos →

Resultados

Números que esperamos defender

610 TEU

porta-contentores analisado

Corvo e Silver Mary, Vila do Porto (Açores), 2024

Probabilística

resposta de operacionalidade por ano

milhares de atracações amostradas com intervalos de confiança

MSC.137(76)

critérios IMO de aceitação validados

evolução, zigzag, espiral, paragem brusca

6 GdL

acoplamento no domínio temporal

casco, leme com flap, propulsores de proa / popa

Entregáveis

O que recebe

Simulação de manobrabilidade (domínio temporal)

Cálculo da taxa de operacionalidade (% anual)

Dimensionamento de propulsores e lemes

Envolventes meteoceânicos da bacia portuária

Trajetórias no domínio temporal com intervalos de confiança

Conjunto de coeficientes hidrodinâmicos e aerodinâmicos

Adequação

Quando faz sentido

✓ Quando usar

Um porto onde a assistência de rebocador é pouco fiável, cara ou indisponível — e o operador quer uma janela de atracação sem rebocador.
Uma embarcação autónoma ou não tripulada que precisa de um envelope operacional defensável antes da implantação.
Um retrofit de propulsor onde a pergunta é "quanto é que um segundo propulsor de proa nos compra?".
Validação das manobras IMO MSC.137(76) para um casco novo ou modificado.

✗ Quando não usar

Otimização de viagem em alto-mar (use o programa SOOS / otimização de viagem).
Uma pergunta pura de resistência / propulsão sem componente de manobra (use Otimização Hidrodinâmica).

Metodologia

Como conduzimos um projeto

01 / 04
Determinação de coeficientes
Coeficientes de resistência, deriva, guinada e aerodinâmicos, obtidos a partir de CFD e de dados de prova disponíveis. A precisão de todo o estudo depende deste passo.
02 / 04
Modelo numérico
Plataforma interna em MatLab/Simulink que acopla casco, leme, hélices e propulsores no domínio temporal.
03 / 04
Integração meteoceânica
Um ano completo de dados de vento, onda e corrente no local de operação — não um cenário de pior caso, mas a distribuição real.
04 / 04
Análise probabilística
Milhares de atracações simuladas amostradas a partir da distribuição meteoceânica. O resultado é um intervalo de confiança, não um único número.

Ferramentas e métodos

Stack de software que usamos

MatLab / Simulink (interno)
KDS DemoShip · manobra no domínio temporal em MatLab/Simulink
STAR-CCM+ (determinação de coeficientes)
WAMIT (método de painéis 3D, difração de ondas)
Ship@Sea
Conjuntos de dados meteoceânicos (Copernicus, autoridades portuárias)

Contexto regulatório

Quadros que ajudamos a cumprir

IMO MSC.137(76)Critérios de aceitação das manobras-padrão (círculo de evolução, zigzag, espiral, paragem brusca).
IMO MSC-MEPC.2/Circ.12 (navios autónomos)Evidência de operacionalidade exigida pelo quadro de testes e aprovação MASS.
PIANC Harbour Approach Channels (Report 121)Referências de margens de manobra e desenho de bacia em estudos portuários.
OCIMF Mooring Equipment Guidelines (MEG4)Convenções de carga de vento e corrente usadas no conjunto de coeficientes.

Tipos de embarcação

Onde esta disciplina se aplica

Porta-contentores e feeders (Corvo, Silver Mary)
Tankers, graneleiros, carga geral multi-uso
Cruzeiros e navios de passageiros (manobra portuária)
RoRo e RoPax
Rebocadores, lanchas-piloto, embarcações portuárias
Embarcações autónomas / não tripuladas (MASS)

Trabalhos selecionados

Onde esta disciplina foi usada

·01"Corvo" — avaliação de manobra autónoma, Vila do PortoMutualista, Grupo Bensaúde2024↗·02"Silver Mary" — análise de operacionalidade, Vila do PortoMutualista, Grupo Bensaúde2024↗

Perguntas frequentes

Dúvidas comuns

Porquê probabilístico em vez de pior caso?

Porque o operador não paga pelos dias de pior caso — paga pelo dia mediano. O pior caso define um envelope de segurança; o probabilístico define o envelope de operação. Ambos são necessários; entregamos ambos.

O modelo pode ser corrido novamente quando o navio muda?

Sim. O conjunto de coeficientes e o simulador são entregues. Uma alteração de calado, uma melhoria de propulsor, ou um porto diferente podem ser testados em dias.

Cobrem navios autónomos / não tripulados?

Sim. O mesmo simulador responde à pergunta de quanta autoridade de sensores e controlo um navio não tripulado precisa para se manter dentro do envelope operacional.

Investigação

Publicações de referência

[1]Ribeiro e Silva, S. (2005). Parametrically excited roll in regular and irregular head seas. International Shipbuilding Progress, Vol. 52.
[2]Ribeiro e Silva, S. et al. (2013). Prediction of parametric rolling in waves with time-domain non-linear strip theory. Ocean Engineering, Vol. 72.
[3]Ribeiro e Silva, S., Varela, J. M. (2022). Ship Gyroscopic Roll Stabilisation. 41ª International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE 2022), ASME, Hamburgo. Paper OMAE2022-7953. BEM com correções de velocidade + ST para avaliação do índice de operacionalidade em pequenas embarcações de patrulha.

Outras capacidades

Oito outras disciplinas, um gabinete de engenharia

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