Polar de un Modelo Articulado y Momentos de Bisagra
Polar de un Modelo Articulado y Momentos de Bisagra:Simulaciones para el diseño de superficies de control
Autor: Dr. Carlos Manuel Rodríguez Román - Ing. Isaías Pacheco Zamora
Procedencia: Oaxaca Aerospace
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[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]En el dinámico y cambiante mundo empresarial de hoy, donde la innovación y la eficiencia son clave para el éxito, ANSYS se destaca como una herramienta esencial que impulsa el rendimiento y la competitividad en las pequeñas y medianas empresas. Desde la ingeniería de productos hasta la optimización de procesos, ANSYS ofrece una gama completa de soluciones de simulación que permiten a las organizaciones, independientemente de su tamaño, desarrollar productos superiores y tomar decisiones informadas en todas las etapas del ciclo de vida del producto.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Los cohetes se llevan toda la gloria. Claro, son grandes y llamativos. Producen una cantidad impresionante de ruido y nubes ondulantes cuando despegan. Pero, una vez que están en el espacio, una vez que han empujado su carga útil más allá del tirón de la gravedad, es cuando los verdaderos profesionales toman el control.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Estamos hablando de actuadores de liberación . Sí, esos pequeños dispositivos mecánicos cuyas clavijas se mueven hacia adelante para lanzar esos CubeSats modernos desde el compartimiento de carga útil del cohete.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Puede que ahora mismo estés levantando una ceja escéptica, pero piénsalo: en el momento justo, un actuador hace clic y un CubeSat sale del cohete justo en el lugar donde se supone que debe estar. Otro actuador hace clic en el propio CubeSat, y el panel solar que alimentará ese pequeño satélite se despliega y florece como una flor, convirtiéndose en una superficie que capta la luz muchas veces más grande de lo que era cuando estaba plegado en la bahía de carga útil del cohete. Sin actuadores de liberación, esos satélites simplemente se quedarían dentro del cohete, lo que no sería bueno para nadie.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1432" img_size="full" alignment="center"][vc_column_text]
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) han sido y continúan siendo ampliamente utilizadas por la industria aeroespacial para complementar las pruebas de vuelo y en túnel de viento. Reducen significativamente el coste y el tiempo de diseño y análisis de aeronaves. Aunque potentes, las herramientas CFD pueden ser complejas, difíciles de aprender y desafiantes de usar de manera efectiva. Para lograr resultados confiables, se crean mejores prácticas internas en varias fases del proceso CFD, desde la preparación y simulación del diseño asistido por computadora hasta el posprocesamiento, utilizando una amplia variedad de casos de verificación y validación. Luego, estas mejores prácticas se incorporan dentro de flujos de trabajo automatizados para mejorar la productividad y la preparación para el mercado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Este esfuerzo es considerable y no es fácilmente accesible para las nuevas empresas o las pequeñas empresas. Además, a medida que continúa el desarrollo de la tecnología CFD, los usuarios que previamente desarrollaron sus propias mejores prácticas o flujos de trabajo internos ya no pueden adoptar fácilmente nuevas características o mejoras sin pasar por una capacitación CFD de alto nivel para dominar la nueva tecnología, y posteriormente deberá volver a verificar, revalidar o actualizar su flujo de trabajo automatizado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Para aliviar estos desafíos que enfrenta la industria, Ansys ha creado Ansys Fluent Aero , un espacio de trabajo externo para proyectos aerodinámicos dirigido a la industria aeroespacial. Fluent Aero permite al usuario organizar y explorar automáticamente una amplia gama de configuraciones y condiciones (por ejemplo, túnel de viento, vuelo natural, gran altitud, etc.), utilizando las mejores prácticas integradas que dependen de la condición para mejorar la precisión y reducir significativamente el cantidad de esfuerzo dedicado a crear, mantener y actualizar continuamente las mejores prácticas y flujos de trabajo internos de CFD.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1419" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Los aviones no tripulados son la solución para muchos de los desafíos de la aviación actual y abarcan una amplia variedad de casos de uso. Incluyen el transporte de personal y carga, las telecomunicaciones (comunicaciones no terrestres), la vigilancia ambiental, la seguridad e inteligencia fronteriza, así como la vigilancia y el reconocimiento. Algunos sistemas nuevos se basan en tecnologías de propulsión innovadoras, ecológicas y sin emisiones de carbono o de propulsión sostenible.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]También están equipados con una gran cantidad de dispositivos de comunicación integrados, sensores y sistemas de control electrónico que contienen software sofisticado, que deben estar certificados para que puedan volar con seguridad, especialmente sobre zonas pobladas. Desarrollar software integrado crítico para la seguridad y realizar análisis de seguridad funcional son clave para garantizar una funcionalidad segura, agilizar el proceso de certificación de seguridad y optimizar el rendimiento del sistema integrado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]A medida que aumenta el número y la complejidad de los sistemas integrados, los ingenieros de sistemas, seguridad y software se enfrentan a una presión cada vez mayor para perseguir objetivos competitivos que deben estar equilibrados. Estos objetivos incluyen:[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La salmuera es un subproducto salino producido a partir de plantas desalinizadoras y varios procesos industriales (como petróleo y gas, petroquímicos, farmacéuticos, producción textil, acuicultura, etc.) que a menudo es rico en minerales y metales deseables. La extracción de salmuera es un enfoque prometedor para recuperar recursos valiosos como el litio, un elemento crítico para la fabricación de baterías, así como boro, magnesio, potasio y otros minerales de alto valor económico para diversas industrias. Sin embargo, los desarrolladores de tecnología deben comprender las deficiencias ambientales y tecnoeconómicas de las técnicas evaporíticas para lograr tecnologías de recuperación de recursos y extracción de salmuera sostenibles y rentables.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Transformando Empresas con ANSYS: Innovación, Eficiencia y Competitividad
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]En el dinámico y cambiante mundo empresarial de hoy, donde la innovación y la eficiencia son clave para el éxito, ANSYS se destaca como una herramienta esencial que impulsa el rendimiento y la competitividad en las pequeñas y medianas empresas. Desde la ingeniería de productos hasta la optimización de procesos, ANSYS ofrece una gama completa de soluciones de simulación que permiten a las organizaciones, independientemente de su tamaño, desarrollar productos superiores y tomar decisiones informadas en todas las etapas del ciclo de vida del producto.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Impulsando la Innovación
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La innovación es fundamental para el crecimiento empresarial. ANSYS proporciona las herramientas necesarias para explorar nuevas ideas y conceptos de manera virtual antes de invertir en la fabricación física. Esta capacidad de experimentación y validación virtual fomenta la creatividad y acelera el tiempo de comercialización de productos innovadores.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1443" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La innovación es crucial para las pequeñas y medianas empresas porque les permite diferenciarse en un mercado competitivo, adaptarse rápidamente a las necesidades del cliente, mejorar la eficiencia operativa, impulsar un crecimiento sostenible, superar desafíos empresariales y atraer talento clave. Priorizar la innovación ayuda a las PYMES a mantenerse relevantes, competitivas y preparadas para prosperar en un entorno empresarial en constante cambio.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Optimización del Diseño y Rendimiento
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Con ANSYS, las empresas pueden optimizar cada aspecto del diseño de sus productos. Desde la resistencia estructural hasta la eficiencia térmica y la aerodinámica, ANSYS permite a los ingenieros mejorar el rendimiento y la calidad de sus productos, asegurando que cumplan con los estándares más exigentes y superen las expectativas de los clientes.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1445" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Para las PYMES es crucial la optimización, pues les permite reducir costos, mejorar la calidad de sus productos, acelerar el tiempo de desarrollo, destacar en el mercado y gestionar eficazmente sus recursos limitados. Esto contribuye directamente al éxito y crecimiento sostenible de las PYMES en un entorno empresarial competitivo.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Reducción de Costos y Tiempos de Desarrollo
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La simulación con ANSYS ayuda a identificar y resolver problemas de diseño en las primeras etapas del desarrollo, reduciendo la necesidad de costosas pruebas físicas y ciclos de iteración. Esto no solo ahorra tiempo, sino también recursos financieros al minimizar los errores y retrabajos en las fases posteriores del proceso de desarrollo.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1446" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Mejorar la rentabilidad y la competitividad en el mercado al reducir gastos operativos y de producción, las PYMES pueden ofrecer precios más competitivos, mejorar su flujo de efectivo y tener más flexibilidad financiera. Además, la reducción de costos impulsa la eficiencia operativa y fortalece la resiliencia empresarial, permitiendo a las PYMES adaptarse mejor a las condiciones económicas cambiantes y mantener una posición sólida en el mercado a largo plazo[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Adaptabilidad ante Desafíos Emergentes
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]En un entorno empresarial dinámico y cambiante, las empresas necesitan ser ágiles y adaptarse rápidamente a nuevas demandas y desafíos. ANSYS permite a las organizaciones evaluar rápidamente alternativas de diseño y escenarios futuros para tomar decisiones estratégicas informadas y mantener su posición competitiva en el mercado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1447" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]ANSYS es mucho más que una herramienta de simulación; es un catalizador para la innovación, la eficiencia y la competitividad en las empresas modernas. Desde empresas pequeñas hasta grandes corporaciones, ANSYS capacita a las organizaciones para enfrentar los desafíos actuales y futuros con confianza, llevando sus productos y procesos al siguiente nivel de excelencia y rendimiento.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]
Dónde se Realiza el Verdadero Trabajo en el Espacio
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Los cohetes se llevan toda la gloria. Claro, son grandes y llamativos. Producen una cantidad impresionante de ruido y nubes ondulantes cuando despegan. Pero, una vez que están en el espacio, una vez que han empujado su carga útil más allá del tirón de la gravedad, es cuando los verdaderos profesionales toman el control.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Estamos hablando de actuadores de liberación . Sí, esos pequeños dispositivos mecánicos cuyas clavijas se mueven hacia adelante para lanzar esos CubeSats modernos desde el compartimiento de carga útil del cohete.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Puede que ahora mismo estés levantando una ceja escéptica, pero piénsalo: en el momento justo, un actuador hace clic y un CubeSat sale del cohete justo en el lugar donde se supone que debe estar. Otro actuador hace clic en el propio CubeSat, y el panel solar que alimentará ese pequeño satélite se despliega y florece como una flor, convirtiéndose en una superficie que capta la luz muchas veces más grande de lo que era cuando estaba plegado en la bahía de carga útil del cohete. Sin actuadores de liberación, esos satélites simplemente se quedarían dentro del cohete, lo que no sería bueno para nadie.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1432" img_size="full" alignment="center"][vc_column_text]
Un modelo mallado de un DCUBED CubeSat antes de su implementación.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Entonces, aquí está la pregunta interesante: dado que el desempeño adecuado de un actuador de liberación es fundamental para el éxito de todo el plan de lanzamiento de un satélite, ¿cómo puede un equipo de ingeniería estar seguro de que los actuadores funcionarán correctamente cuando llegue el momento de estallar? Se puede construir un prototipo de un conjunto de antenas o solares desplegables, pero ¿cómo se puede validar que el diseño funcionará en un entorno donde no hay gravedad y donde la temperatura puede variar entre -100°C y +120°C?[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Para resolver este tipo de problemas, los ingenieros de la empresa espacial alemana DCUBED confían en el software Ansys proporcionado por el socio de canal de élite alemán INNEO Solutions para simular el rendimiento de los actuadores de liberación de la empresa y otros componentes satelitales desplegables en el espacio, y obtener información crítica. necesario para optimizar y garantizar el rendimiento del producto sin abandonar el suelo. Como miembro del Ansys Startup Program , la empresa obtiene acceso al software de simulación multifísica de Ansys y a recursos de computación de alto rendimiento (HPC) a un precio asequible.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
La nueva iniciativa espacial
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]DCUBED es parte de la Nueva Iniciativa Espacial de la Asociación Federal de la Industria Alemana ( Bundesverband der Deutschen Industrie eV o BDI), cuyo objetivo es comercializar los viajes espaciales y conectarlos con la economía tradicional. Los primeros esfuerzos implican el despliegue de grandes constelaciones de satélites muy pequeños o “CubeSats” que trabajan juntos como una red para capturar y transmitir información. Estas constelaciones de satélites pueden llevar servicios de Internet a regiones remotas; proporcionar datos en tiempo real a vehículos autónomos; transmitir información sobre el clima y los cultivos a comunidades agrícolas distantes; y realizar muchas otras tareas para una amplia gama de industrias.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Pero llevar esos objetos al espacio es un desafío.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]"No hay mucho espacio en un cohete", dice Thomas Sinn, Ph.D., fundador y director ejecutivo de DCUBED, "por lo que las empresas que envían estructuras al espacio necesitan una forma de empaquetarlas de una manera muy compacta y luego expandirlas en estructuras más grandes". en el espacio."[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Ahí es donde entran en juego los actuadores de liberación y las estructuras desplegables de DCUBED.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]“Por ejemplo, al crear paneles solares”, explica Thomas Lund, jefe de análisis de DCUBED, “DCUBED adopta un enfoque modular. Un cliente puede decirnos la potencia, la corriente, el voltaje y el área a la que debe expandirse el conjunto. Puede indicarnos las zonas de exclusión y podemos continuar diseñando el conjunto utilizando nuestros actuadores disponibles en el mercado, analizarlo para garantizar que se desplegará y funcionará según lo esperado y lo entregaremos rápidamente para satisfacer las necesidades del cliente. necesidades."[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1433" img_size="full" alignment="center"][vc_column_text]
Simulación de los contornos de la velocidad resultante en una matriz desplegable.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]DCUBED utiliza Ansys Mechanical para proponer un diseño que cumpla con las especificaciones del cliente. Luego, para garantizar que la matriz se despliegue según lo previsto y proporcione las cualidades de absorción de radiación esperadas, confían en Ansys LS-DYNA , una herramienta de simulación diseñada para simular la respuesta de los materiales a períodos cortos de carga severa.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]"LS-DYNA es el único solucionador que podría realizar simulaciones altamente no lineales que involucran muchos desplazamientos muy grandes, que es lo que necesitamos cuando observamos estructuras espaciales inflables", dice Sinn. "Cuando comenzamos a trabajar en elementos desplegables después de desarrollar los actuadores de liberación, quedó claro que LS-DYNA sería la herramienta ideal para trabajar con los tipos de elementos desplegables que estábamos desarrollando".[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Abordar la multifísica del espacio
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Diseñar un producto espacial desplegable para un cliente implica un poco de iteración creativa en DCUBED. El equipo sigue un proceso de concepción/diseño/iniciación/operación en el que los ingenieros conciben una solución para satisfacer las necesidades del cliente, proponen un diseño utilizando mecánica y luego prueban ese diseño según los criterios conceptuales.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]"La mayoría de las veces, te toparás con el fracaso", señala Lund, "así que vuelves al concepto y creas un nuevo diseño". Finalmente, las pruebas de diseño cumplen con los criterios conceptuales y los ingenieros llevan el diseño al inicio (y aún más pruebas) para determinar si el diseño funcionará según lo previsto.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]“Siempre creamos muchos prototipos rápidos de nuestros diseños utilizando impresoras 3D”, dice Lund, “pero nadie tiene el tiempo ni el dinero para producir cada concepto de diseño como un prototipo físico para probar. Incluso si pudiera, la verdadera prueba es si el diseño funcionará como se espera en el espacio. Es muy caro poner un prototipo en el espacio y simplemente no es posible conseguir las condiciones límite correctas cuando se trabaja con prototipos físicos en la Tierra, por lo que hay que utilizar el análisis”.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1434" img_size="full" alignment="center"][vc_column_text]
Un modelo mallado de una matriz DCUBED cuando está casi completamente desplegada.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]El equipo de DCUBED utiliza LS-DYNA para simular el rendimiento de un diseño en las condiciones que encontrará en el espacio. LS-DYNA proporciona la flexibilidad para realizar simulaciones tanto de estado estable como transitorias. La simulación en estado estacionario ayuda al equipo a comprender cómo se comportará un diseño en un momento específico, mientras que las simulaciones transitorias brindan información sobre el comportamiento del elemento desplegable a lo largo del tiempo en las diferentes condiciones que encontrarán el cohete y su carga útil.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Las simulaciones transitorias que facilita LS-DYNA son particularmente importantes porque permiten al equipo del Dr. Sinn considerar dónde podría estar un cohete en cualquier momento en relación con los vectores de la luz solar y la sombra de la Tierra. Si un actuador de liberación empuja un desplegable fuera del compartimiento de carga útil mientras el cohete está a la sombra de la Tierra, la temperatura del espacio puede ser de -100°C. Pero momentos después, cuando el desplegable sea impactado directamente por los rayos del sol, la temperatura puede subir a +120°C. Cuando una estructura encuentra estas temperaturas tan variables, se expandirá o contraerá dependiendo de los materiales involucrados. Esto tendrá implicaciones para la solidez estructural y el rendimiento mecánico.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column width="1/3"][vc_video link="https://www.youtube.com/watch?v=XVMj6gxBiUw&t=20s" align="center"][vc_column_text]
Los actuadores de liberación vienen en una variedad de tamaños y pueden empujar un elemento al espacio o facilitar el despliegue de un desplegable complejo.
[/vc_column_text][/vc_column][vc_column width="1/3"][vc_video link="https://www.youtube.com/watch?v=9l_64LF0Kv8&t=1s" align="center"][vc_column_text]
DCUBED crea estructuras de antenas y paneles solares desplegables que pueden expandirse a su tamaño completo en el espacio.
[/vc_column_text][/vc_column][vc_column width="1/3"][vc_video link="https://www.youtube.com/watch?v=tG6ZmTWvtlo" align="center"][vc_column_text]
Para la simulación de las estructuras y para comprobar que resistirán el lanzamiento y se desplegarán en el espacio, la start-up utiliza el software de simulación Ansys.
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Si se resta gravedad a la ecuación, la complejidad del entorno aumenta aún más. La Cooperación Europea para la Normalización Espacial (ECSS) y la Agencia Espacial Europea (ESA) han definido estándares para las condiciones ambientales en el espacio, y esos se pueden parametrizar en LS-DYNA, al igual que los detalles sobre los materiales utilizados en un actuador o estructura desplegable.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]“El espacio realmente plantea un problema multifísico”, afirma Lund, “y es necesario trabajar con múltiples simulaciones simultáneamente para obtener los conocimientos que se buscan. Cuando combina solucionadores como lo hace Ansys en LS-DYNA, donde tiene tanto térmico como estructural en el mismo solucionador, obtiene una comprensión coherente de cómo se desempeñará un implementable en ese entorno complejo. Eso es una gran ventaja para nosotros”.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]"Nos involucramos en esto porque amamos la industria espacial y los beneficios que el espacio ha brindado al mundo", dice Sinn. “Queremos permitir más de eso. Para nosotros, se trata de ayudar a nuestros clientes a lograr sus objetivos. La simulación nos permite probar nuestros actuadores y elementos desplegables en una amplia gama de condiciones para que podamos entregar productos que funcionen de manera confiable dentro de una ventana de condiciones tan amplia como sea posible. Eso brinda a nuestros clientes la flexibilidad de implementar sus productos cuando y como quieran para alcanzar sus objetivos”.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_separator border_width="4"][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Autor
Personal de Ansys Advantage[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Ansys Mechanical es el mejor solucionador de elementos finitos de su clase con capacidades estructurales, térmicas, acústicas, transitorias y no lineales para mejorar su modelado.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Ansys LS-DYNA es el software de simulación explícita líder en la industria que se utiliza para aplicaciones como pruebas de caída, impacto y penetración, choques y colisiones, seguridad de los ocupantes y más.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Ansys Startup Program brinda acceso completo al software de simulación multifísica de Ansys y a los recursos de computación de alto rendimiento (HPC) para brindar a las nuevas empresas el soporte que necesitan en un panorama competitivo.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_separator border_width="4"][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
"LS-DYNA es el único solucionador que podría realizar simulaciones altamente no lineales que involucran muchos desplazamientos muy grandes, que es lo que necesitamos cuando observamos estructuras espaciales inflables".
— Thomas Sinn, Ph.D., fundador y director ejecutivo de DCUBED
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]
Fluent Aero Workspace: GUI de Aerodinámica Personalizada
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) han sido y continúan siendo ampliamente utilizadas por la industria aeroespacial para complementar las pruebas de vuelo y en túnel de viento. Reducen significativamente el coste y el tiempo de diseño y análisis de aeronaves. Aunque potentes, las herramientas CFD pueden ser complejas, difíciles de aprender y desafiantes de usar de manera efectiva. Para lograr resultados confiables, se crean mejores prácticas internas en varias fases del proceso CFD, desde la preparación y simulación del diseño asistido por computadora hasta el posprocesamiento, utilizando una amplia variedad de casos de verificación y validación. Luego, estas mejores prácticas se incorporan dentro de flujos de trabajo automatizados para mejorar la productividad y la preparación para el mercado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Este esfuerzo es considerable y no es fácilmente accesible para las nuevas empresas o las pequeñas empresas. Además, a medida que continúa el desarrollo de la tecnología CFD, los usuarios que previamente desarrollaron sus propias mejores prácticas o flujos de trabajo internos ya no pueden adoptar fácilmente nuevas características o mejoras sin pasar por una capacitación CFD de alto nivel para dominar la nueva tecnología, y posteriormente deberá volver a verificar, revalidar o actualizar su flujo de trabajo automatizado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Para aliviar estos desafíos que enfrenta la industria, Ansys ha creado Ansys Fluent Aero , un espacio de trabajo externo para proyectos aerodinámicos dirigido a la industria aeroespacial. Fluent Aero permite al usuario organizar y explorar automáticamente una amplia gama de configuraciones y condiciones (por ejemplo, túnel de viento, vuelo natural, gran altitud, etc.), utilizando las mejores prácticas integradas que dependen de la condición para mejorar la precisión y reducir significativamente el cantidad de esfuerzo dedicado a crear, mantener y actualizar continuamente las mejores prácticas y flujos de trabajo internos de CFD.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1419" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Resultados de un estudio de adaptación de malla en Fluent Aero utilizando seis ciclos combinados de adaptación de indicadores de Hesse que muestran mejoras sucesivas en el refinamiento de la malla para capturar la estela.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
¿Qué es Fluent Aero?
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Fluent Aero es un espacio de trabajo que permite a los ingenieros aeroespaciales explorar fácilmente el rendimiento aerodinámico de una aeronave en una amplia gama de regímenes de vuelo, sin las herramientas adicionales de uso general del solucionador Fluent que normalmente no son útiles para este tipo de estudio. Esto permite a los ingenieros centrarse únicamente en su aplicación sin capacidades o características adicionales que sean innecesarias para su simulación, modelado o resultados.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]El espacio de trabajo se subdivide en distintas vistas que guían al usuario a través de la creación de una matriz de condiciones o puntos de diseño, en la que pueden variar parámetros únicos o múltiples como AoA, Mach, Reynolds, altitud, etc.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1420" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Interfaz de usuario de Fluent Aero que muestra la vista del proyecto, la vista del esquema y el panel de gráficos
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Las vistas principales dentro del espacio de trabajo de Fluent Aero incluyen:[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Project View , una organización de archivos de proyecto que proporciona una interfaz clara basada en proyectos para crear, administrar e interactuar con estudios CFD paramétricos llamados Simulaciones en Fluent Aero. Por ejemplo, si desea estudiar múltiples configuraciones de aeronaves (geometrías), cada configuración se puede almacenar en una carpeta de simulación separada. Dentro de cada simulación puede crear puntos de diseño, cada uno de los cuales representa una condición de vuelo libre diferente. Hacer que estos puntos de diseño aparezcan directamente dentro del espacio de trabajo de Fluent Aero permite al usuario interactuar, cargar o agregar notas rápidamente con estos archivos sin tener que navegar manualmente a través del sistema operativo del usuario.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Outline View presenta el flujo de trabajo guiado paso a paso de Fluent Aero. Proporciona un procedimiento simple y coherente para explorar una amplia gama de condiciones. El espacio de trabajo expone y utiliza los modelos, solucionadores y configuraciones de convergencia más relevantes del solucionador Fluent que han sido calibrados específicamente para problemas de aerodinámica externa. Estas configuraciones esculpidas están organizadas en pasos relevantes para guiar al usuario en la obtención de resultados CFD confiables.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Propiedades Geométricas reconoce automáticamente el tipo de dominio de su malla (campo lejano o túnel de viento) e impone el tipo correcto de condiciones de contorno asociadas con el tipo de dominio. Las propiedades geométricas también se definen para calcular los coeficientes aerodinámicos de una aeronave.
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- Airflow Physics muestra los modelos RANS de turbulencia más relevantes y las propiedades de la mezcla de aire para representar las atmósferas de la Tierra y Marte. Se puede habilitar la selección automática de ecuaciones de energía avanzadas y reacciones químicas para realizar simulaciones de alta velocidad.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1423" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Fluent Aero puede automatizar la configuración de las condiciones de presión y temperatura en función de las atmósferas de la Tierra y Marte y seleccionar las especies correctas para usar como aire.
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- Condiciones de simulación define la condición o matriz de puntos de diseño que el usuario desea explorar. La matriz podría ser una trayectoria de vuelo, condiciones del túnel de viento, envolvente de vuelo, etc. Se admiten las propiedades de Mach, Reynolds y altitud, eliminando así la necesidad de convertir estos valores en propiedades estáticas o totales.
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Al utilizar el panel de condiciones de simulación, Fluent Aero puede generar rápidamente una matriz de puntos de diseño, lo que permite a los usuarios simular rápidamente una variedad de condiciones. En esta imagen, un usuario generó 13 puntos de diseño utilizando un barrido uniforme de altitudes de vuelo.
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- Grupos de componentes organiza la geometría de la aeronave en grupos de componentes para mejorar la configuración de condiciones específicas (como el escape o la admisión del motor) y el posprocesamiento.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="10" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Solve ofrece configuraciones de convergencia integradas que son adecuadas para casos simples (Predeterminado), como una configuración de crucero, o para casos más complejos (Robusto), como una configuración de gran elevación. Un usuario avanzado puede seleccionar Personalizado y modificar las configuraciones de convergencia más relevantes y comunes de Fluent si las dos opciones anteriores no son adecuadas. Se utilizan criterios de convergencia para controlar el tiempo de simulación. Se proporcionan automáticamente monitores de residuos y coeficientes aerodinámicos para evaluar la convergencia.
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- Resultados explora todas las soluciones de la matriz de condiciones. Los coeficientes aerodinámicos, fuerzas y momentos se proporcionan para cada condición en las tablas. Se pueden crear gráficos paramétricos de coeficientes aerodinámicos y compararlos con datos de referencia, como datos experimentales, en Gráficos y Trazados. El usuario puede utilizar Contornos para visualizar el flujo de aire alrededor de la aeronave y sus componentes y generar automáticamente cifras para todos los puntos de diseño.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La organización de archivos de proyecto proporcionada por Project View, el flujo de trabajo enfocado paso a paso proporcionado por Outline View y las configuraciones ajustadas para la aerodinámica externa ayudan a los ingenieros a completar sus simulaciones CFD de manera más eficiente, permitiéndoles dedicar más tiempo a sus objetivos de ingeniería.[/vc_column_text][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
¿Cómo puedo acceder al espacio de trabajo de Fluent Aero?
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]El espacio de trabajo de Fluent Aero está disponible dentro de Fluent Launcher con una licencia Enterprise. Simplemente inicie su software Fluent, seleccione Enterprise y luego seleccione Aero. Haga clic en Iniciar para iniciar el espacio de trabajo de Fluent Aero.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1427" img_size="full" alignment="center"][/vc_column][/vc_row]
Armonizar la Seguridad con Software para Agilizar el Desarrollo de Aeronaves no Tripuladas
[vc_row][vc_column][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Los aviones no tripulados son la solución para muchos de los desafíos de la aviación actual y abarcan una amplia variedad de casos de uso. Incluyen el transporte de personal y carga, las telecomunicaciones (comunicaciones no terrestres), la vigilancia ambiental, la seguridad e inteligencia fronteriza, así como la vigilancia y el reconocimiento. Algunos sistemas nuevos se basan en tecnologías de propulsión innovadoras, ecológicas y sin emisiones de carbono o de propulsión sostenible.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]También están equipados con una gran cantidad de dispositivos de comunicación integrados, sensores y sistemas de control electrónico que contienen software sofisticado, que deben estar certificados para que puedan volar con seguridad, especialmente sobre zonas pobladas. Desarrollar software integrado crítico para la seguridad y realizar análisis de seguridad funcional son clave para garantizar una funcionalidad segura, agilizar el proceso de certificación de seguridad y optimizar el rendimiento del sistema integrado.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]A medida que aumenta el número y la complejidad de los sistemas integrados, los ingenieros de sistemas, seguridad y software se enfrentan a una presión cada vez mayor para perseguir objetivos competitivos que deben estar equilibrados. Estos objetivos incluyen:[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Desarrollar sistemas de control integrados seguros, confiables y de alto rendimiento.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Cumpliendo con numerosas normas y requisitos de seguridad, como ARP4761, DO-178C.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Reducir los costes de desarrollo de nuevos productos.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]
- Acelerar el desarrollo de sistemas y software para reducir el tiempo de comercialización.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Para hacer frente a los desafíos de los aviones no tripulados se necesitan nuevos métodos de desarrollo. El diseño basado en modelos es una de esas soluciones que aborda el sistema, el software y la seguridad. Ansys SCADE y Ansys medini analizan conjuntamente permiten un enfoque eficiente de ingeniería de sistemas basado en modelos (MBSE) y análisis de seguridad basado en modelos (MBSA) para lograr un diseño de sistemas y software que cumpla con los objetivos de aeronavegabilidad con una colaboración eficiente entre arquitectos de sistemas, ingenieros de seguridad y desarrolladores de software.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Skydweller Aero, la compañía aeroespacial transatlántica, está desarrollando un avión autónomo propulsado por energía solar sin precedentes, con la envergadura de un 747 y que pesa menos que un Range Rover. La compañía, que afirma que sus aviones finalmente serán capaces de realizar vuelos perpetuos, ha adoptado la solución "Safe Systems" de Ansys para cumplir con sus estrictos requisitos.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Echemos un vistazo rápido a cómo Skydweller implementó una metodología MBSE holística al integrar la seguridad en los procesos de diseño del sistema a través de una única cadena de herramientas para desarrollar sus sistemas autónomos de control de vuelo y administración de energía.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1408" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
¿Cuáles son los desafíos de desarrollo de Skydweller?
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Existen varios impulsores para implementar este riguroso proceso de desarrollo MBSE/MBSA. La primera es la agilidad, es decir, el desarrollo incremental del producto en conjuntos de capacidades integradas. Estos conjuntos de capacidades pueden luego publicarse con frecuencia para proporcionar mejoras tanto en el software como en el hardware. Otro aspecto importante es reforzar el pensamiento sistémico para comprender el panorama general de cómo funciona todo en conjunto. Un paso clave adicional es armonizar la ingeniería de seguridad con el proceso de diseño del sistema, pasando de un enfoque centrado en documentos a uno centrado en modelos. Por último, es absolutamente fundamental que Skydweller respalde su proceso empresarial garantizando que se tengan en cuenta los requisitos del cliente en el diseño.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][/vc_column][/vc_row][vc_row][vc_column][vc_single_image image="1411" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Armonización de ingeniería de seguridad. Los métodos MBSE hacen que la seguridad sea más transparente y accesible.
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¿Qué es la ingeniería de sistemas basada en modelos impulsada por procesos?
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La ingeniería de sistemas basada en modelos y basada en procesos de Skydweller comienza con el desarrollo del concepto de operación (CONOPS), del cual se derivan los escenarios operativos y se identifican las diferentes funciones del sistema. El resultado es un modelo de arquitectura de sistema de múltiples capas con una capa operativa, una capa funcional y una capa física, todas conectadas con asignaciones precisas y vínculos de trazabilidad, e interconectadas con análisis de seguridad.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]El análisis de seguridad basado en modelos incluye evaluaciones de seguridad basadas en el modelo de arquitectura del sistema a nivel de aeronave, nivel de sistema y niveles de equipo para identificar las mejores formas de reducir el riesgo a un nivel razonablemente bajo. Por ejemplo, uno de los métodos de análisis de seguridad realizados en Medini Analyse es el análisis de árbol de fallas para determinar de manera eficiente las tasas de falla basadas en eventos y comprender cómo es posible que falle el sistema. Ansys Medini Analyse admite la trazabilidad basada en herramientas de eventos peligrosos hasta la arquitectura física y la indicación del nivel de garantía de diseño de cada componente.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1413" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="5" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Uso de elementos de ingeniería de seguridad de armonización con soluciones de software que lo acompañan para garantizar la seguridad.
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]"La gestión térmica de la batería es uno de los mayores desafíos para los aviones eléctricos", dice Xavier Roy, ingeniero de modelado y ECS de Skydweller Aero. “Con las herramientas de simulación de Ansys, podemos simular varios días de misión para validar nuestro diseño y garantizar el éxito de nuestra misión. Esto nos permite ahorrar mucho tiempo y dinero para evitar la iteración del diseño”.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]Los ingenieros de software también pueden acceder a la arquitectura y los requisitos basados en modelos en las primeras fases de diseño. Los ingenieros de software implementan y prueban sus algoritmos de control utilizando modelos, sin tener que codificar manualmente, lo que evita perder tiempo y recursos para depurar y probar el código fuente. La sincronización automatizada entre los modelos de arquitectura y el software basado en modelos es clave para iteraciones eficientes, y esto se optimiza gracias al uso de herramientas Ansys SCADE.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_single_image image="1414" img_size="full" alignment="center"][rs_space lg_device="30" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text]
Los modelos son la única fuente de verdad
[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]La integración entre el análisis de seguridad de Ansys y las herramientas de diseño de software está altamente automatizada, lo que aporta eficiencia y continuidad digital al proceso.[/vc_column_text][rs_space lg_device="20" md_device="" sm_device="" xs_device=""][vc_column_text dp_text_size="size-4"]En el enfoque descrito, los silos organizacionales entre las diferentes disciplinas de la ingeniería se rompen porque todas tienen un lenguaje común, respaldado por los modelos: la única fuente de verdad.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]
