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European Research Council financia la creación de métodos de simulación para predecir el comportamiento de los aviones

09 Septiembre 2016por Redacción

El investigador del BSC Xevi Roca va a recibir una de las becas más prestigiosas de la Unión Europea la European Research Council Starting Grant, para desarrollar su proyecto de crear nuevos métodos de simulación que den respuesta a los retos del sector aeronáutico.

Así, Xevi Roca trabaja en el campo de la geometría para simulación aeronáutica desde el año 2004 y propone integrar la dimensión temporal a la geometría de las simulaciones. El objetivo es mejorar la eficiencia, precisión y robustez de las simulaciones de rendimiento aerodinámico obtenidas en superordenadores como el MareNostrum.

Xevi Roca ha propuesto al European Research Council una metodología rompedora que sustituya las simulaciones actuales, 3D en el espacio y 1D en el tiempo, por simulaciones 4D, en las que la dimensión temporal también forme parte de la geometría de simulación

La Asociación Internacional del Transporte Aéreo (IATA) prevé que la necesidad de transportar pasajeros y mercancías se multiplicará por tres en los próximos 30 años. Estas previsiones, junto con las restricciones de crecimiento sostenible, obligan al sector a trabajar en una nueva generación de vehículos aeronáuticos capaces de multiplicar su capacidad de carga sin aumentar el consumo de combustible y la emisión de CO2 y, a ser posible, reduciéndolos.

Las primeras propuestas de diseños revolucionarios impulsadas por centros de investigación y empresas están topando con la incapacidad actual de realizar simulaciones que reflejen con detalle y precisión el comportamiento aerodinámico y las complejas interacciones entre motores y fuselajes.

Actualmente las pruebas de concepto del sector aeronáutico son aún muy dependientes de la construcción de prototipos a escala que se testean en los túneles de viento, un sistema de alto coste y poca flexibilidad para el cambio de diseños y condiciones de vuelo.

El problema básico es que el aire circundante a un avión se ve afectado en un rango muy grande de escalas, espaciales y temporales, y por lo tanto resulta extremadamente difícil de recrear su comportamiento a lo largo del tiempo con un nivel de detalle que asegure la fiabilidad de los resultados.

En concreto, Roca ha propuesto al European Research Council una metodología rompedora que sustituya las simulaciones actuales, 3D en el espacio y 1D en el tiempo, por simulaciones 4D, en las que la dimensión temporal también forme parte de la geometría de simulación.

Este sistema, según el investigador, puede aumentar la capacidad y la fiabilidad de las predicciones, en especial para simulaciones con partes móviles, sin hacer crecer la necesidad de recursos computacionales.

La propuesta de Roca prevé también sustituir las actuales representaciones de la geometría de simulación con facetas planas, por representaciones que incorporan de forma natural la curvatura de los diferentes componentes aerodinámicos, cosa el investigador y sus colaboradores ya han demostrado que es viable en estudios preliminares desarrollados durante los últimos 5 años.

La investigación financiada por la ERC Starting Grant se desarrollará bajo el nombre TESSERACT (que significa cubo de cuatro dimensiones en griego) y tiene una duración prevista de 5 años.

Xevi Roca es doctor en Matemáticas Aplicadas por la UPC y durante cuatro años realizó su post-doctorado en el Massachussets Institute of Technology (MIT), donde participó en proyectos competitivos de simulación aerodinámica. Su experiencia en simulaciones para la industria de la aviación tiene su origen en sus colaboraciones con empresas punteras del sector con Pratt & Whitney y The Boeing Co.

También ha realizado consultoría científica para la oficina de investigación científica de las fuerzas aéreas de los EUA y desde abril de 2015 trabaja en el BSC investigando en la mejora de los métodos de geometría para simulación que sirven de base para la simulación de aeronaves. Más información en www.bsc.es

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