Simulación y control en problemas de acoplamiento fluido / Estructura no lineal con aplicación a turbinas eólicas

Abstract

Se desarrollarán herramientas de simulación numérica para el análisis y el modelado por computadora de sistemas mecánicos complejos, con acoplamiento fluido estructural, en un entorno de cosimulación mediante HPC. Se considerarán efectos de dinámica no lineal introducidos por impacto entre componentes. Se desarrollarán además algoritmos de control y de simulación de sistemas dinámicos complejos, como los que se requieren en el control de generadores eólicos, vehículos y máquinas. Los paquetes de software actuales para el análisis de estos sistemas mecánicos tienen gran flexibilidad y permiten modelar con precisión estos fenómenos, pero poseen deficiencias en cuanto al elevado costo computacional y a la falta de desarrollo y conocimiento del modelado computacional de ciertos fenómenos de interacción. Se analizarán esquemas de acoplamiento entre dominios, y de cosimulación entre softwares, en entornos de trabajo de HPC. La aplicación principal será para el modelado de turbinas eólicas de generación de energía.

Numerical simulation tools for the analysis and computer modelling of complex mechanical systems will be developed, with fluid / structure coupling, in a cosimulation HPC environment. Nonlinear dynamics effects introduced by impact between components will be considered. Control algorithms for complex dynamics systems will be considered, as those required for instance to control wind turbines, vehicles and machines. Current software packages for the analysis of these systems have great flexibility and allow to model with accuracy these phenomena, but have deficiencies concerning the high computational cost and lack of development and knowledge in the computational modeling of certain interaction phenomena. Different coupling schemes between domains and for software cosimulation, in HPC environments, will be analyzed. The main application will be modelling of wind turbines for energy generation.