Dos nuevos modelos de conductividad térmica
Los motores de turbina de gas impulsan diferentes cosas, desde aviones hasta centrales eléctricas. Estos motores deben funcionar a temperaturas operativas extremadamente elevadas, que en ocasiones superan los 1000 grados centígrados. Por este motivo, la estabilidad térmica de los componentes de los motores es de máxima importancia a fin de evitar la fatiga o la fractura. El programa GROWTH patrocinó el proyecto HIPERCOAT que agrupó a expertos tanto de Europa como de los Estados Unidos para avanzar en el estado actual de la tecnología de revestimientos de barrera térmica (TBC). Estos TBC se utilizan para evitar daños a los componentes de los motores de turbina de gas. El socio del proyecto HIPERCOAT, Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales (ONERA), fue el encargado de desarrollar nuevos modelos de conductividad térmica que contribuyan al desarrollo de nuevos TBC. El primer modelo se aplica a la dinámica molecular fuera de equilibrio (NEMD) a fin de calcular la conductividad térmica de óxidos complejos. El modelo aborda la escala molecular y representa la influencia de la temperatura. ONERA calibró su modelo utilizando un TBC de circona con ittria y, después, calculó la conductividad térmica de distintos materiales, incluidas circonas ternarias, perovskitas y otros. ONERA también utilizó sus conocimientos para crear un segundo modelo adecuado para cualquier sustancia heterogénea. El análisis MDF de imágenes en 2D y 3D descompone el área o volumen en segmentos. Estos píxeles o vóxeles, se corresponden con una única sustancia cuyos rasgos térmicos son conocidos. A continuación, el modelo utiliza métodos numéricos para realizar un cálculo ascendente de la conductividad térmica general. El modelo se optimizó para un rendimiento rápido, siendo necesarias sólo 5 horas de CPU para procesar 100 millones de vóxeles. Estos modelos demostraron ser vitales para la valoración de los nuevos TBC por parte del consorcio HIPERCOAT.
