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Bioinspired Electroactive Aeronautical multiscale LIVE-skin

Descrizione del progetto

Migliorare le prestazioni aerodinamiche grazie alla «pelle viva» ispirata alla natura

Alla luce dell’obiettivo di garantire l’efficienza del trasporto aereo, l’industria aeronautica deve trovare un modo per migliorare le prestazioni aerodinamiche e ridurre il rumore. Le soluzioni convenzionali in tal senso sono insufficienti, per cui risulta necessario un cambiamento di paradigma. Alla luce di tali premesse, il progetto BEALIVE, finanziato dal CEI, trae spunto dall’aerodinamica degli uccelli e dall’adattabilità marina introducendo una «pelle viva» trasformativa, destinata a rivoluzionare i voli aerei mediante un’integrazione ottimale dell’aeronautica con la bioingegneria. Il progetto consente inoltre all’aeronautica di dirigersi verso un regno di efficienza e silenziosità senza precedenti. Alimentato dall’intelligenza artificiale e dai megadati, il sistema concepito garantisce l’ottimizzazione in tempo reale affidandosi ad esperimenti in galleria del vento e alla meccanica strutturale fluidodinamica basata su calcoli computazionali ad alta fedeltà. La manipolazione dell’interfaccia su più scale offerta dal progetto promette un’efficienza aerodinamica senza precedenti, rivoluzionando il volo al di là dei suoi attuali limiti.

Obiettivo

Inspired from the highly efficient aerodynamics of birds, the versatility of the jelly-moon fringes, the manta ray and sharks, the multidisciplinary project BEALIVE introduces a new science and technology at the interface between aeronautics and bioengineering. The project creates a “live skin” composed of an innovative moving interface between an air-vehicle and the surrounding turbulence. Applied around a body, e.g. around an aircraft’s wing, this contributes to increase the aerodynamic performance and reduce noise far beyond all systems currently under study. The solid-fluid interface is composed of a large number of electroactive fringes made of an optimized combination of Carbon-Nano-Tubes and Graphene with high sensing and actuation capacity, able to deform and vibrate. This allows the skin to interact with the surrounding inhomogeneous turbulent flow. The interface between the solid and the fluid consists of the active fringes (shells) forming a porous-medium, modeled by poroelastic theory. The interaction and manipulation of the fluid-structure and fluid-fluid turbulent interfaces will create an optimal new medium with no distinction between the fluid and the solid structure. The “live skin” and the overall design will contain Big Data and rely on Artificial Intelligence and on a Controller that will define and optimise the dynamics of the system in real time and in large scale. The optimization will be based on data assimilation from Wind Tunnel experiments and from Hi-Fi CFDSM (Computational Fluid-Dynamics Structural Mechanics) using a triple solver coupling: structural modelling (SM), porous layer and turbulent flow. The design has as kernel a hierarchy of the interfaces, from micro to macroscale, between material-material, material-flow and flow-flow. Such enhanced levels of manipulation will allow drastic increases of aerodynamic performance and energy efficiency in all flight phases, beyond any currently foreseeable targets.

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

Coordinatore

INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE
Contribution nette de l'UE
€ 566 722,50
Indirizzo
ALLEE EMILE MONSO 6
31029 Toulouse Cedex 4
Francia

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Regione
Occitanie Midi-Pyrénées Haute-Garonne
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 566 722,50

Partecipanti (6)

Partner (1)