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Development and Application of Reduced Order Models for Analysis of Fluid Structure Interaction and Aeroelasticity Phenomena

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Development and Application of Reduced Order Models for Analysis of Fluid Structure Interaction and Aeroelasticity Phenomena

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dc.contributor.advisor Torregrosa Huguet, Antonio José es_ES
dc.contributor.advisor Quintero Igeño, Pedro Manuel es_ES
dc.contributor.author Cremades Botella, Andrés es_ES
dc.date.accessioned 2021-11-15T22:31:55Z
dc.date.available 2021-11-15T22:31:55Z
dc.date.created 2021-09-27
dc.date.issued 2021-11-15 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/177115
dc.description.abstract [ES] Los avances en la predicción de los fenómenos de interacción fluido estructura y, en particular, los fenómenos aeroelásticos, han sido de crucial importancia en el diseño y optimización de componentes del sector industrial sometidos a cargas aerodinámicas: desde el uso de estas técnicas en el diseño de turbomáquinas, pasando por aplicaciones aeroespaciales y en el diseño de estructuras civiles. Tradicionalmente, estos fenómenos se han predicho mediante la aplicación de teorías simplificadas (uso de sección equivalente y aerodinámica potencial), debido al alto coste computacional asociado con la resolución acoplada de las ecuaciones que gobiernan el comportamiento del sólido y el fluido. Estas simplificaciones no permiten un correcto modelado del fenómeno cuando las no linealidades aerodinámicas comienzan a dominar el problema (entrada en pérdida, desprendimiento del flujo, cuerpos romos¿). Por tanto, en este trabajo, en primer lugar, se propondrá una metodología para obtener una sección equivalente en condiciones de flujo más genéricas, de forma que se pueda aplicar para cualquier estructura con un modelo fluido transitorio y no lineal mediante mecánica de fluidos computacional (CFD). Posteriormente, se desarrollará un modelo aerodinámico de orden reducido usando una red neuronal, que permita la resolución simultánea de las fuerzas aerodinámicos y la deformación estructural con un coste computacional bajo. Por último, todos los modelos simplificados que se desarrollarán durante este trabajo serán comprobados con simulaciones CFD con acoplamiento tridimensional completo, para discutir la validez de dichos modelos, así como su rango de aplicación. es_ES
dc.description.abstract [EN] Advances in the prediction of fluid-structure interaction and, particularly, of aeroelastic phenomena, have been crucial for the design and optimization of industrial structural components subject to aerodynamic loads: these techniques have been used for the design of turbomachinery, aerospace applications and civil structures. Traditionally, these phenomena have been predicted using simplified theories (equivalent sections and potential aerodynamics), due to the high computational cost associated with the solution of the coupled solid and fluid governing equations. These simplifications restrict the correct modelling of these phenomena when aerodynamic nonlinearities (stall, vortex shedding, bluff bodies¿) govern the problem. Therefore, in this work, firstly a methodology for obtaining an equivalent section in general flow conditions is proposed. In this way, the equivalent section can be applied for any structure under transient and nonlinear flows by using computational fluid dynamics (CFD). Then, an aerodynamic Reduced Order Model (ROM) based on neural networks is developed. This model allows to simulate aerodynamic loads and structure displacements with a low computational cost. Finally, all the simplified models developed are compared with 3D CFD simulations with complete fluid-structure coupling, in order to validate the models and to discuss their range of application. es_ES
dc.format.extent 45 es_ES
dc.language Inglés es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Aeroelasticidad es_ES
dc.subject Modelos de Orden Reducidos es_ES
dc.subject Flameo es_ES
dc.subject Entrada en pérdida es_ES
dc.subject Aeroelasticity es_ES
dc.subject Reduced Order Models es_ES
dc.subject Computational fluid dynamics (CFD) es_ES
dc.subject Stall flutter es_ES
dc.subject.classification INGENIERIA AEROESPACIAL es_ES
dc.subject.classification MAQUINAS Y MOTORES TERMICOS es_ES
dc.subject.other Máster Universitario en Motores de Combustión Interna Alternativos-Màster Universitari en Motors de Combustió Interna Alternatius es_ES
dc.title Development and Application of Reduced Order Models for Analysis of Fluid Structure Interaction and Aeroelasticity Phenomena es_ES
dc.title.alternative Desarrollo y aplicación de modelos de orden reducido para el análisis de fenómenos de interacción fluido estructura y aeroelasticidad es_ES
dc.type Tesis de máster es_ES
dc.rights.accessRights Cerrado es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Máquinas y Motores Térmicos - Departament de Màquines i Motors Tèrmics es_ES
dc.description.bibliographicCitation Cremades Botella, A. (2021). Development and Application of Reduced Order Models for Analysis of Fluid Structure Interaction and Aeroelasticity Phenomena. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/177115 es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\142590 es_ES


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