Modelado CFD de interacción flujo-estructura

Modelado CFD de interacción flujo-estructura

IH Cantabria viene trabajando en la línea de investigación de interacción flujo estructura mediante códigos CFD (Computational Fluid Dynamics) de manera continua desde hace quince años. El trabajo realizado se ha centrado en la adaptación de la técnica CFD, ampliamente usada en otros campos de la ingeniería, en la ingeniería de costas como herramienta complementaria al diseño de estructuras costeras. El objetivo de esta línea de investigación es el desarrollo herramientas que permitan evaluar la funcionalidad y de estabilidad de las estructuras costeras, tanto convencionales como innovadoras, en el proceso de pre-diseño y diseño.

La investigación realizada en este área ha permitido desarrollar nuevos modelos matemáticos que permiten tener en cuenta no sólo los procesos de transformación del oleaje frente a las estructuras, sino otros procesos físicos que tienen lugar, como el flujo a través de los medios granulares que forman los mantos de protección de los diques rompeolas o el flujo turbulento desarrollado por la rotura del oleaje. Así mismo, se han desarrollado algoritmos numéricos para la reproducción realista del oleaje y técnicas asociadas a estos para la generación y absorción del oleaje que reducen enormemente los tiempos de computación.

El resultado de todo esto se refleja en los modelos numéricos desarrollados por IH Cantabria, tanto en su versión bidimensional, como el modelo IH-2VOF, como los modelos tridimensionales IH-3VOF y IH-FOAM. El desarrollo de los modelos ha estado apoyado en un exhaustivo proceso de validación de estos a partir de ensayos de laboratorio y medidas en campo sobre diferente tipología de estructuras costeras para determinar los rangos de validez de los modelos matemáticos y algoritmos numéricos implementados. El uso de los modelos se a integrado en una metodología de trabajo que permite combinar diferentes partes del diseño como el clima marítimo o al propagación del oleaje, con aspectos novedosos como el cambio climático.

La transferencia científica realizada se demuestra en los artículos publicados en revistas indexadas del área y las comunicaciones a congresos internacionales. La transferencia tecnológica se engloba en la metodología de aplicación desarrollada que permite abaratar costes y reducir los umbrales de incertidumbre en los cálculos para el diseño de estructuras, sobre todo en el caso de las estructuras no convencionales, las cuales están siendo más comúnmente utilizadas pensando en aspectos funcionales y medioambientales.

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