Simulació de sòlids i fluids per a processos industrials
Mecànica de fluids
Investigador principal
Ramon Codina
Visió general
Recerca
Membres
Projectes
Publicacions
El grup de Mecànica de fluids del CIMNE desenvolupa models computacionals avançats per a fluxos turbulents, compressibles i multifísics (FSI, MHD, biofluids). El seu treball en mètodes d’elements finits, malla adaptativa i modelatge d’ordre reduït permet simulacions d’alta fidelitat per a aplicacions aeroespacials, energètiques i biomèdiques.
La seva experiència s’estén a l’acoblament multifísic, incloent la interacció fluid-estructura (FSI), la magnetohidrodinàmica (MHD) i els fluxos tèrmics, permetent solucions per a aplicacions industrials i científiques d’avantguarda.
El grup desenvolupa models matemàtics d’alta precisió i mètodes numèrics innovadors per abordar una àmplia gamma de reptes, des de fluxos compressibles d’alta velocitat, turbulències i dinàmica d’aigües poc profundes fins a aeroacústica, fluids viscoelàstics i mecànica de biofluids.
La seva experiència s’estén a l’acoblament multifísic, incloent la interacció fluid-estructura (FSI), la magnetohidrodinàmica (MHD) i els fluxos tèrmics, permetent solucions per a aplicacions industrials i científiques d’avantguarda.
Pioner en estratègies computacionals avançades, el grup s’especialitza en mètodes d’elements finits estabilitzats, refinament de malla adaptativa, tècniques de malla incrustada i modelatge d’ordre reduït (ROM) per millorar l’eficiència i la precisió de la simulació.
El seu treball dóna suport a aplicacions crítiques com el disseny aeroespacial, la hidràulica ambiental, els fluxos biomèdics i els sistemes energètics, combinant el rigor teòric amb solucions pràctiques d’enginyeria.
El grup utilitza la computació d’alt rendiment (HPC) i algoritmes d’optimització per unir la recerca fonamental amb els reptes de dinàmica de fluids del món real, impulsant la innovació tant a l’acadèmia com a la indústria.
Àrees de recerca
FEM estabilitzats per a problemes de fluids
Mètodes d’elements finits estabilitzats per a problemes relacionats amb ones, fluxos viscoelàstics, fluxos compressibles, fluxos d’aigües poc profundes, magnetohidrodinàmica i aproximació de valors propis, dinàmica de sòlids de deformació finita i elements estructurals. (IP: R. Codina).
Esquemes eficients d’integració temporal
Inclou esquemes algebraics de pas fraccionats per a fluxos incompressibles, esquemes d’integració de temps adaptatiu i millora de la precisió mitjançant xarxes neuronals artificials (IP: R. Codina).
Models d’ordre reduït (ROM) en mecànica de fluids
Desenvolupament de models d’ordre reduït basats en POD i adaptivitat/xarxes neuronals artificials, amb especial èmfasi en qüestions d’estabilització. (IP: R. Codina i S. Idelsohn)
Analogies acústiques en fluxos incompresibles
Simulació numèrica directa del so, aeroacústica en dominis dependents del temps. Amb aplicacions a la simulació de so generat per ferrocarril. (IP: R. Codina i J. Baiges).
Optimització topològica en la interacció fluid-estructura
Aquesta línia de recerca se centra en l’ús de metodologies h-adaptatives, computació d’alt rendiment i paral·lelització a gran escala. Aplicació a materials metàl·lics, plàstics i formigó. (IP: R. Codina).
Simulació numèrica de processos de fabricació additiva
Desenvolupament de models d’ordre reduït basats en POD i adaptivitat/xarxes neuronals artificials, amb especial èmfasi en qüestions d’estabilització. (IP: R. Codina i S. Idelsohn)
Disseny millorat per a processos de colada industrial
Entorn de disseny millorat per a processos de fosa industrial en plataformes de càlcul paral·lel (Decast), que proporciona simulació avançada de processos d’ompliment de motlles per determinar la posició del metall fos, predir regions conflictives i calcular els temps d’ompliment, tenint en compte els efectes tèrmics. La tecnologia Decast fa un seguiment de les superfícies lliures mitjançant tècniques de conjunt de nivells, proporciona aproximacions estabilitzades d’elements finits de les equacions de Navier-Stokes i permet l’acoblament iteratiu de blocs amb la temperatura.
Millores innovadores en la colada industrial per pèrdua d’escuma
Modelització matemàtica i numèrica per a la fosa d’escuma perduda. Això proporciona un mètode de conjunt de nivells per al seguiment d’interfícies, l’acoblament tèrmic de descomposició de domini, el mètode ALE de malla fixa per fer front a la deformació del domini i els mètodes d’elements finits estabilitzats (FEM), incloses les equacions de flux, l’equació de calor i el transport de conjunts de nivells.
Projectes destacats
FEMUSS
FEMUSS is an advanced computational platform that uses sub-grid scale stabilized finite element methods to deliver high-fidelity, multiscale simulations for complex engineering problems. It allows for precise analysis and optimization across fluid flow, heat transfer,...
Projectes en curs
Projectes finalitzats
Cerca
Notícies relacionades
El CIMNE acull una delegació de l’Institut de Disseny i Recerca d’Aeronaus AVIC de Shenyang
El Centre Internacional de Mètodes Numèrics en Enginyeria (CIMNE) va rebre ahir una delegació de primer nivell de l’Institut de Disseny i Recerca d’Aeronaus AVIC de Shenyang, una de les principals entitats de recerca aeroespacial de la Xina. La visita va reunir 24...