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FP7

TEMPO — Resultado resumido

Project ID: 270561
Financiado con arreglo a: FP7-JTI
País: Alemania

Nueva era en la modelización térmica de aeronaves

Un equipo de científicos financiado por la UE ha logrado desarrollar una librería de modelos exhaustiva que cubre múltiples dominios físicos, centrándose en la modelización de los fluidos térmicos en los sistemas de potencia de las aeronaves.
Nueva era en la modelización térmica de aeronaves
«Modelica» es un lenguaje orientado a objetos que permite a los ingenieros modelizar sistemas físicos complejos, incluidos componentes mecánicos y eléctricos. Dentro de las labores del proyecto TEMPO (Thermal exchange modelling and power optimization) y utilizando las características más recientes del lenguaje «Modelica» se ha desarrollado una biblioteca que da soporte a modelos escalables de control medioambiental y sistemas de refrigeración en aeronaves.

Esta biblioteca de «Modelica» cubre todos los aspectos reológicos, mecánicos, eléctricos y de control relevantes. El enfoque se ha centrado en diseñar una estrategia de optimización que permita modelizar eficazmente las interdependencias de los sistemas, teniendo en mente los diversos ciclos termodinámicos, abiertos y cerrados, de aire, vapores y líquidos.

Actualmente, esta biblioteca consta de cuatro capas, cada una de ellas concebida para aplicarla a distintas fases del proceso de diseño. La primera capa consiste en modelos estadísticos de baja complejidad. Esta capa está dirigida al diseño conceptual inicial, en el que se estudian distintas arquitecturas y se deben deducir los requisitos operativos de los componentes a partir de las especificaciones generales del sistema.

La segunda capa consiste en modelos estadísticos más detallados con fórmulas termodinámicas más exactas. Los modelos de los componentes están mapeados, de manera que los datos generados se pueden cargar de nuevo al modelo del sistema. De esta manera se pueden realizar predicciones y verificaciones iniciales de la operativa del sistema.

Otra capa consiste en modelos dinámicos que comprenden componentes unidimensionales discretizados y métodos de modelización basados en principios fundamentales. Los métodos físicos y modulares seguidos dan lugar a modelos altamente adaptables que se pueden parametrizar sobre una amplia gama y permiten realizar simulaciones rápidas o conseguir resultados termodinámicos con gran exactitud.

La cuarta capa de modelos da soporte a las simulaciones mediante módulos de cálculo de paso fijo; está orientada a simulaciones rápidas. La biblioteca incluye asimismo un modelo de cabina de avión comercial con pasillo único, con tres zonas de temperatura controladas independientemente: la cabina de vuelo y las zonas anterior y posterior de la cabina de pasajeros. El comportamiento térmico de la estructura del fuselaje se modeliza en detalle a partir de modelos de los paneles multicapa, los paneles del suelo y la estructura interna. Los efectos de la radiación se modelizan tanto interna como externamente.

Las labores desarrolladas en el proyecto TEMPO son de utilidad para el sistema de control medioambiental electroactuado, desarrollado en el ámbito del Sistema para Operaciones Ecológicas (SGO), parte de la iniciativa «Cielo Limpio». Este sistema cubre la gestión tanto del aire acondicionado como de las cargas térmicas.

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Palabras clave

Aeronaves, modelización térmica, «Modelica», control medioambiental, termodinámico, Sistema para Operaciones Ecológicas
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