Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
Aerodynamic Optimization of the nose shape of a high-speed train
Year:2014
Research Areas
  • Mechanical aeronautics and naval engineering
Information
Abstract
El tren de alta velocidad se ha convertido en uno de los medios de transporte público más eficientes y económicos. Sin embargo, los fabricantes siguen buscando nuevas mejoras en el diseño que permitan reducir todavía más el consumo energético. El aumento de la velocidad de este tipo de trenes ha hecho que los aspectos aerodinámicos cobren cada vez más importancia en el proceso de desarrollo de nuevos trenes. Existen diversos problemas de especial relevancia en el diseño de trenes de alta velocidad. En esta tesis se han abordado fundamentalmente dos de ellos: la resistencia aerodinámica y las ondas de presión generadas cuando el tren entra en un túnel. El objetivo de la tesis ha sido optimizar la forma del coche de cabeza para reducir el coeficiente de arrastre en campo abierto, y por otro lado, obtener un diseño eficiente que minimice la derivada temporal de la presión en el interior de túneles. Para el proceso de optimización se ha elegido un método basado en algoritmos genéticos junto con el uso de metamodelos, que reproducen las ecuaciones de Navier-Stokes, y reducen considerablemente el número de simulaciones numéricas necesarias para obtener el caso óptimo. Los algoritmos genéticos son eficientes en la búsqueda de un óptimo global, sin embargo, una vez localizado es mucho más eficiente un algoritmo basado en los operadores adjuntos para acabar de obtener la geometría óptima final. En la tesis, hay un apartado dedicado a este tipo de modelos. Todo el trabajo se ha realizado dentro de proyectos de investigación nacionales, inicialmente dentro de un proyecto CENIT y posteriormente un proyecto INNPACTO y otro del Plan Nacional. Los dos primeros liderados por la empresa CAF. El doctorando durante el desarrollo de la tesis ha obtenido becas para la realización de dos estancias en centros europeos: Universidad de Chalmers (Suecia) y CENAERO (Bélgica).
International
Si
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
24/02/2014
Participants
  • Director: Javier Garcia Garcia (UPM)
  • Autor: Jorge Muñoz Paniagua (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Mecánica de fluidos aplicada a la Ingeniería Industrial
  • Departamento: Ingeniería Energética
S2i 2020 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNPACTO (IPT-020000-2010-22)