En el campo del diseño de barcos y el diseño de otras estructuras flotantes, un operador de amplitud de respuesta ( RAO ) es una estadística de ingeniería, o un conjunto de tales estadísticas, que se utilizan para determinar el comportamiento probable de un barco cuando opera en el mar. Conocidos por el acrónimo de RAO , los operadores de amplitud de respuesta generalmente se obtienen de modelos de diseños de barcos propuestos probados en una cuenca modelo , o de la ejecución de programas informáticos CFD especializados , a menudo ambos. Los RAO generalmente se calculan para todos los movimientos de los barcos y para todos los rumbos de las olas .
Los RAO son efectivamente funciones de transferencia que se utilizan para determinar el efecto que tendrá un estado de la mar sobre el movimiento de un barco a través del agua y, por lo tanto, por ejemplo, si (en el caso de los buques de carga) la adición de carga al buque. requerirá que se tomen medidas para mejorar la estabilidad y evitar que la carga se mueva dentro del buque. La generación de RAO extensos en la fase de diseño permite a los constructores navales determinar las modificaciones a un diseño que pueden ser necesarias por razones de seguridad (es decir, para hacer que el diseño sea robusto y resistente al vuelco o hundimiento en condiciones de mar muy adversas) o para mejorar el rendimiento (p. Ej. , mejorar la velocidad máxima, el consumo de combustible, la estabilidad en mares agitados). Los RAO se calculan en conjunto con la generación de un Base de datos hidrodinámica , que es un modelo de los efectos de la presión del agua sobre el casco del barco en una amplia variedad de condiciones de flujo. Juntos, los RAO y la base de datos hidrodinámica proporcionan (en la medida en que esto sea posible dentro de las limitaciones de modelado e ingeniería) ciertas garantías sobre el comportamiento del diseño de un barco propuesto. También permiten al diseñador dimensionar el barco o la estructura para que se mantenga a la altura de los estados del mar más extremos a los que probablemente estará sujeto (según las estadísticas del estado del mar ).
Además, los RAO son operadores de amplitud que permiten determinar la amplitud del movimiento en función de una onda unitaria. Son superponibles, por lo que son efectivos en soluciones de probabilidad basadas en el estado del mar.
Diferentes criterios de modelado y diseño afectarán la naturaleza de las curvas RAO 'ideales' (como se trazan gráficamente) que se buscan para un barco en particular: por ejemplo, un crucero oceánico tendrá un énfasis considerable en minimizar las aceleraciones para garantizar la comodidad del barco. pasajeros, mientras que las preocupaciones de estabilidad de un buque de guerra naval se concentrarán en hacer del buque una plataforma de armas eficaz.
En lo anterior, "Barco" debe interpretarse ampliamente para incluir también otras formas de estructuras flotantes. El problema obvio en el método anterior es la negligencia de las fuerzas viscosas que contribuyen en gran medida en modos de movimiento como el movimiento vertical y el balanceo .
En una computadora, el algoritmo anterior se introdujo por primera vez utilizando la teoría de bandas y el método de elementos de contorno . Hoy en día, ambos métodos todavía se utilizan si la necesidad de cálculos rápidos supera la necesidad de resultados precisos y el diseñador del barco conoce las limitaciones de la teoría de bandas. Los programas más avanzados que se utilizan hoy en día utilizan el método del elemento de contorno a través de diferentes aplicaciones (como WAMIT, SESAM WADAM, MOSES, NeMOH y ANSYS AQWA), algunos también pueden incluir los efectos de la viscosidad. La comprensión de las fuerzas que gobiernan el comportamiento en el mar de un barco obtenida de lo anterior, por supuesto, sigue siendo válida dentro de los límites considerados de linealidad de superficie libre.