Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Research Project:
SIMULACIÓN EFICIENTE DE SISTEMAS AERONÁUTICOS
Year:2014
Research Areas
  • Mechanical aeronautics and naval engineering
Information
Abstract
El diseño y certificación de sistemas aeronáuticos en la situación actual de mercado global require aumentar el valor añadido de los productos, reduciento, a la vez, el coste y el tiempo de desarrollo. Actualmente, se require además que los productos aeronáuticos sean más eficientes energéticamente y menos contaminantes. Esta situación require un salto cualitativo en la eficacia computacional (menos tiempo de cálculo manteniendo la precisión) de las herramientas actuales de simulación, y que éstas incluyan efectos no lineales, que conllevan comportamientos muy complejos y juegan un papel esencial en el diseño de productos aeronáuticos. Los términos no lineales producen inestabilidades que pueden ser beneficiosas (p.e., las inestabilidades laminares provocan conveccion en microrrefrigeradores) o perjudiciales (la transición a turbulencia aumenta la resistencia de fricción de las aeronaves) y, en situaciones industrialmente realistas, no son abordables en la actualidad, tanto por el tiempo de cálculo como por la memoria necesaria. Por tanto, resulta cada vez más claro que se necesita desarrollar nuevos paradigmas computacionales que reduzcan el tiempo de cálculo manteniendo la precisión. Los modelos reducidos son una alternativa prometedora en esta dirección que ha ocupado la actividad investigadora reciente del grupo proponente durante los últimos años. El objeto de esta propuesta es dar un salto cualitativo en varias direcciones simultáneas: se desarrollarán modelos reducidos adaptativos capaces de tratar formulaciones industrialmente realistas dependientes de un gran número de parámetros, y los resultados se validarán experimentalmente. Esto se hará considerando tres objetivos industriales y otro más científico: (O1) La simulacion y validacion experimental de flujos aerodinámicos no estacionarios, considerando tres problemas test: el flujo aerodinámico alrededor de un ala genérica, el flujo alrededor de un conjunto de generadores de vórtices en el borde de ataque de un ala de avión solar, y el flujo alrededor de topografías urbanas complejas. (O2) El desarrollo de herramientas computacionales para diseño óptimo y la resolución de problemas inversos, considerando dos problemas test: la minimization de la resistencia de fricción en un ala de avión solar utilizando generadores de vórtices en su borde de ataque para laminarizar el flujo y el diagnóstico mediante ultrasonidos de la existencia de defectos en estructuras aeronáuticas. Este objetivo incluye también la validación experimental del proceso de laminarización. (O3) Cuatro sistemas de formación de patrones, que se utilizarán para desarrollar los ingredientes básicos de las herramientas computacionales en ecuaciones de complejidad calibrable. (O4) El desarrollo (y validación experimental) de herramientas computacionales para completar y reparar bases de datos resultantes de ensayos en túnel aerodinámico (necesarias en diseño aeronáutico), así como para mejorar el diseño y funcionamiento de experimentos en túnel. Los objetivos O1, O2 y O4 se completarán con vistas a su aplicación a problemas ingenierilmente realistas, buscando un salto cualitativo en la calidad de productos aeronáuticos tales como el diseño de aviones solares y comerciales, los simuladores de vuelo para helicópteros, y las bases de datos aerodinámicas resultantes de ensayos en túnel. Como subproducto, se abordarán otros problemas de interés científico y tecnológico en sectores no aeronáuticos.
International
No
Project type
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Company
Ministerio de Economía y Competitividad
Entity Nationality
ESPAÑA
Entity size
Desconocido
Granting date
01/01/2014
Participants
  • Director: Jose Manuel Vega De Prada (UPM)
  • Participante: Fernando Varas Merida (UPM)
  • Participante: Maria Jesus Higuera Torron (UPM)
  • Participante: Maria Luisa Rapun Banzo (UPM)
  • Participante: Santiago Madruga Sanchez (UPM)
  • Participante: Jose Miguel Perez de Gracia Delgado (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Dinámica y estabilidad no lineal en ingeniería aeroespacial
  • Departamento: Matemática Aplicada a la Ingeniería Aeroespacial
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)