Descripcion y Objetivos

El objetivo al final del proyecto es disponer de un procedimiento de cálculo basado en CFD que permita analizar el comportamiento aerodinámico de silos ante cargas de viento, en particular en una configuración en tándem. Dicho procedimiento estará basado en el uso de herramientas de CFD libres, y deberá hacer uso de la computación en paralelo en un clúster (centro de computación del I3A). Una vez validado el procedimiento de cálculo, las ventajas de su utilización son múltiples:

1. Para una misma configuración y modelo de turbulencia, permitirá reducir el tiempo de cálculo de cada escenario, y por tanto aumentar el número de casos de estudio: orientación del viento, intensidad, etc.
2. Permitirá analizar el comportamiento de los silos con modelos de turbulencia avanzados (DES, o LES), que requieren de la utilización de recursos HPCs elevados ya que implican resolver el modelo en transitorio con pasos de tiempo ordenes de magnitud inferiores al de un modelo RANS, y con dominios fluidos con mayor densidad de malla.
3. Abaratará el coste de las simulaciones de manera drástica, al no tener que hacer frente al coste de las licencias de software comercial equivalentes (Ansys Fluent, Siemens StarCCM+, Dassault XFLOW, etc) así como el coste de sus respectivas licencias de paralelización. La utilización de recursos computacionales HPC en una modalidad de pago por uso, más económica de lo que supondría su compra y/o alquiler, añadiendo costes de mantenimiento, sytem managers que optimicen su rendimiento, o la amortización de los equipos, etc.

 

Metodología y Competencias

El primer paso a llevar a cabo, tras la instalación de todo el software necesario, será realizar una estudio y análisis del código existente. A partir de dicho análisis se elaborarán diferentes estrategias de mejora del procedimiento del cálculo mediante el uso de computación de altas prestaciones. De todas las estrategias, y debido al tiempo disponible para el desarrollo del TFM, se eligirá una de ellas para su implementación. Finalmente, se discutirá sobre los resultados obtenidos y se elaborarán un conjunto de conclusiones. En el fondo, se está siguiente el método científico donde partiendo de una hipótesis se intenta validar mediante la experimentación.

En cuento a las competencias, si bien son muchas las que aplican en el desarrollo de este TFM, cabe destacar las siguientes:

CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio

CG04 - Capacidad para el modelado matemático, cálculo y simulación en centros tecnológicos y de ingeniería de empresa, particularmente en tareas de investigación, desarrollo e innovación en todos los ámbitos relacionados con la Ingeniería en Informática.

CE10 - Capacidad para comprender y poder aplicar conocimientos avanzados de computación de altas prestaciones y métodos numéricos o computacionales a problemas de ingeniería.

 

 

Medios a utilizar

El software que se va a utilizar es de libre distribución. En cuanto al hardware, se abrirá una cuenta en el supercomputador GALGO del I3A.

 

Bibliografía

OPENFOAM: https://www.cfd-online.com/Forums/openfoam/197150-openfoam-com-versus-openfoam-org-version-use.html

SATURNE. www.code-saturne.org

CALCULIX. www.calculix.de

PARAFEM https://parafem.org.uk/