Yachting & Marine
Assistiamo i cantieri navali e gli studi di progettazione nel ridurre la resistenza al moto, eliminare rumori e vibrazioni e sviluppare architetture smart boat per imbarcazioni ad alte prestazioni.
Le sfide dello yachting moderno
Cantieri e studi di progettazione lavorano oggi su tre fronti che si condizionano a vicenda: consumi, tempi di sviluppo e comfort a bordo. Cubit li affronta con la simulazione numerica, la telemetria di bordo e l’analisi termo-fluidodinamica degli interni, con un metodo maturato in oltre dieci anni di progetti su imbarcazioni a vela e a motore, dalle imbarcazioni da regata con foil alla propulsione ibrida ed elettrica.
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Transizione ecologica e consumi
Le propulsioni ibride ed elettriche impongono di ridurre la resistenza al moto e di gestire con precisione l’energia a bordo. L’autonomia di un’imbarcazione elettrica dipende dalla carena, dalle appendici e dall’efficienza dei pacchi batteria più che dalla potenza installata.
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Limiti dei test fisici
Le prove in vasca navale sono costose, richiedono mesi di attesa e fissano la geometria prima che il progetto sia maturo. La simulazione CFD confronta decine di varianti di carena e appendici prima di costruire il modello e riserva la vasca alla validazione finale.
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Comfort assoluto
Nei saloni armatoriali di un superyacht non sono tollerati vibrazioni, rumore o correnti d’aria dal condizionamento. Il comfort si progetta a monte, con l’analisi delle sorgenti di rumore e vibrazione e la simulazione della distribuzione dell’aria negli ambienti.
Le soluzioni ingegneristiche di Cubit
Tre competenze che Cubit integra in un unico percorso di sviluppo, dal concept al refit: ogni attività parte da un’analisi di fattibilità tecnica che definisce dati necessari, metodo e risultati attesi.
Simulazione idrodinamica e aerodinamica (CFD navale)
- Calcolo della resistenza al moto e dell’assetto della carena, con superficie libera e sei gradi di libertà.
- Ottimizzazione di appendici, bulbi, timoni e superfici portanti (foil), anche in regime di cavitazione.
- Analisi di seakeeping: comportamento dell’imbarcazione con mare formato, carichi e accelerazioni.
- Aerodinamica delle sovrastrutture e dispersione dei fumi di scarico.
- Correlazione numerico-sperimentale e ottimizzazione numerica multiobiettivo.
Cluster HPC proprietario; Siemens Star-CCM+, Ansys Fluent, OpenFOAM, modeFRONTIER. Consulenza CFD
Sistemi IoT e telemetria di bordo (smart boat)
- Schede elettroniche personalizzate per l’acquisizione dei dati di bordo, dal PCB al firmware, con supporto alla certificazione CE e FCC.
- Monitoraggio in tempo reale di pacchi batteria, motori e impianti, con connettività radio e cablata e protocolli standard (MQTT, HTTP).
- Piattaforme cloud dedicate (FIWARE, AWS IoT, Azure IoT) per la manutenzione predittiva, con algoritmi su condizione e analisi delle vibrazioni eseguiti direttamente sul dispositivo.
Esperienza sul campo con Yachting Installation 4.0: architettura IoT per la gestione integrata degli impianti di bordo e del loro ciclo di vita. Divisione IoT
Comfort acustico e microclima interno (NVH e HVAC)
- Analisi termo-fluidodinamica per la distribuzione uniforme del condizionamento in saloni e cabine, senza correnti fastidiose.
- Aeroacustica e analisi delle vibrazioni: identificazione delle sorgenti e verifica delle contromisure con accoppiamento fluido-struttura (CFD e FEM).
- Simulazione della dispersione dei fumi di scarico per evitarne il rientro nel pozzetto e nelle aree di poppa.
- Gemello digitale dell’impianto HVAC per la regolazione intelligente in funzione dell’occupazione degli spazi.
Metodo maturato su impianti industriali e abitacoli automotive, applicabile agli interni di bordo. HVAC e salubrità dell’aria
Refit yacht: elettronica di bordo e integrazione dei sistemi
Nel refit di uno yacht i sistemi di bordo arrivano da generazioni e fornitori diversi, e farli convivere in una piattaforma unica, con installazioni qualificate e documentate, è un lavoro di architettura e integrazione dei componenti. Con Yachting Installation 4.0 Cubit ha realizzato, insieme a un gruppo di partner, un’architettura IoT (Internet of Things) pensata per il settore nautico: una piattaforma integrata che gestisce i componenti di bordo dell’imbarcazione e ne segue la manutenzione con tecniche predittive, accompagnata da procedure per la certificazione del prodotto e la qualificazione del processo di installazione. Le stesse competenze si applicano ai progetti di refit, dall’architettura dei sistemi alle procedure di qualificazione.
Per i cantieri e i refitter il punto d’ingresso è un assessment di integrazione sui sistemi esistenti.
Marine e porti turistici
Su scafi, ormeggi e fondali è difficile ottenere controlli frequenti, tracciabili e confrontabili nel tempo. MUSAI, piattaforma di visione artificiale nata nell’ambito del bando RI&SS di ARTES 4.0 con il finanziamento del programma Next Generation EU, analizza in tempo reale le immagini raccolte da un ROV (Remotely Operated Vehicle): sugli scafi riconosce fouling, anomalie strutturali e lo stato di appendici e anodi; sui fondali lo stato degli ormeggi, i detriti, le variazioni di profondità e le strutture sommerse, con rilevazioni georeferenziate e documentate.
L’approfondimento, la demo e i contatti dedicati sono sul sito MUSAI per i porti turistici.
Risultati misurati
Caso studio: il foil per il record mondiale di velocità a vela
Per un laboratorio francese che punta al record mondiale di velocità a vela a 80 nodi, Cubit e l’Università di Pisa hanno progettato il foil in regime di supercavitazione. La campagna CFD ha esplorato oltre 200 profili e 20 foil; l’ottimizzazione numerica multidisciplinare, con vincoli strutturali e di producibilità, ha ridotto del 25% la resistenza rispetto alla configurazione di riferimento ottenuta con metodi di progettazione classici. I risultati sono stati validati con una campagna sperimentale nel tunnel di cavitazione dell’IRENAV di Brest.
Altri riferimenti pubblici: la caratterizzazione fluidodinamica completa di un AC75 (studio interno di ricerca), la collaborazione con la Foiling Organization e il Master di II livello in Yacht Design dell’Università di Pisa diretto dal direttore tecnico della Divisione Fluidodinamica. Applicazioni marine
Linee guida per l’ottimizzazione idrodinamica e l’efficienza energetica nello yachting da diporto
Cinque pagine a cura della Divisione Fluidodinamica di Cubit: le componenti della resistenza secondo il metodo ITTC 1978, le voci di dispersione di una carena dislocante e di una planante con gli ordini di grandezza di fonte primaria, lo strumento di indagine per ogni fase di progetto, dal concept al refit, e i dati necessari per avviare un’analisi. Il documento in PDF arriva all’indirizzo email indicato nel modulo.
Approfondimenti Yachting & Marine
Gli articoli tecnici della categoria dedicata: idrodinamica, foil, telemetria di bordo e comfort.
- CFD per yacht racing, dalla chiglia di Coppa America ai foil supercavitanti
A ottanta nodi l’acqua cavita e il foil deve conviverci: dalla chiglia del 2007 ai foil supercavitanti, i casi documentati della CFD Cubit nello yacht racing. - Simulazione CFD e vasca navale nel progetto di uno scafo, con i casi di uno yacht in mare formato e di un foil da record
Un modello in vasca lavora a numeri di Reynolds mille volte più bassi della nave. Procedure ITTC, uno yacht in mare formato e un foil da record, fra calcolo e prova. - Cubit rafforza la sua leadership nel settore delle imbarcazioni ad alte prestazioni grazie alla nuova collaborazione con la Foiling Organization
Cubit è fiera di annunciare l’avvio di una nuova collaborazione con la Foiling Organization, una partnership preziosa per la nostra azienda che mira a consolidare la propria presenza nel mercato globale delle imbarcazioni con foil, sia in ambito competitivo che da diporto.
Domande frequenti
Servono la geometria della carena e delle appendici in formato CAD (STEP, IGES o equivalenti), pesi e posizione del baricentro, le condizioni di esercizio da analizzare (velocità, dislocamento, stato del mare) e, se disponibili, i dati di prove precedenti in vasca o in navigazione da usare come riferimento. In assenza di CAD la geometria può essere ricostruita da piani di costruzione o rilievi.
Sì. La correlazione numerico-sperimentale fa parte del metodo: le simulazioni vengono confrontate con prove in galleria del vento, in vasca o in tunnel di cavitazione, come per il foil da record validato nel tunnel di cavitazione dell’IRENAV di Brest, e le metodologie sono documentate in pubblicazioni scientifiche con l’Università di Pisa.
Dipende dal numero di varianti e di condizioni da analizzare. Il cluster HPC proprietario consente di pianificare la campagna senza code su risorse esterne; la stima dei tempi viene fornita nell’analisi di fattibilità tecnica insieme al piano delle simulazioni.
Sì. I dispositivi di acquisizione vengono progettati per integrarsi con gli impianti presenti, con sensori e protocolli scelti in base all’imbarcazione, e i dati confluiscono in una piattaforma cloud dedicata. L’esperienza del progetto Yachting Installation 4.0 copre sia la fase di installazione sia quella di manutenzione.
Hai un nuovo progetto in fase di concept o refit?
Descrivi l’imbarcazione e l’obiettivo: riduzione dei consumi, nuove appendici, telemetria di bordo o comfort degli interni. Un ingegnere della Divisione Fluidodinamica o della Divisione IoT risponde con una prima valutazione di fattibilità e dei dati necessari.
