Amortiguadores de Masa Sintonizados Pasivos para la Mitigación de la Precisión de Apuntado de Antenas Terrestres de VLBI Sujetas a Ráfagas Aerodinámicas
Autores: Gasparetto, Victor E. L.; Reid, Jackson; ElSayed, Mostafa S. A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Amortiguadores de Masa Sintonizados Pasivos para la Mitigación de la Precisión de Apuntado de Antenas Terrestres de VLBI Sujetas a Ráfagas Aerodinámicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Propuestas
Procedimiento de optimización
Amortiguadores de masa sintonizada
Interferometría de muy larga base
Condiciones de ráfagas aerodinámicas
Optimización de diseño multiobjetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone un procedimiento de optimización para lograr la mejor configuración de amortiguadores de masa sintonizados (TMD) de múltiples grados de libertad para mitigar el error de apuntamiento de las antenas de radio terrestres de interferometría de muy larga base (VLBI) que operan bajo condiciones de ráfagas aerodinámicas. Para determinar los conjuntos óptimos de TMD, se implementa una optimización de diseño multiobjetivo utilizando un algoritmo genético. Se presenta un estudio de caso en el que se consideran catorce escenarios operativos de ráfagas de viento, empleando dos modelos de perturbaciones atmosféricas, a saber, la función de densidad espectral de potencia (PSD) con un perfil estadístico presentado por el espectro de Davenport (DS) y una ráfaga discreta sintonizada (TDG) modelada como una señal de coseno uno menos. Se encuentra que las configuraciones óptimas de TMD son capaces de reducir el error de apuntamiento de la antena en un promedio del 66% y 50% para los escenarios de excitación por ráfagas PSD y TDG, respectivamente, con una inclusión de masa del 1% de la masa total de la estructura de la antena. Los parámetros óptimos de TMD determinados aquí pueden ser utilizados para el diseño y la implementación en campo en sistemas de antenas, de modo que su eficiencia estructural pueda ser mejorada para aplicaciones de radioastronomía.
Descripción
Este documento propone un procedimiento de optimización para lograr la mejor configuración de amortiguadores de masa sintonizados (TMD) de múltiples grados de libertad para mitigar el error de apuntamiento de las antenas de radio terrestres de interferometría de muy larga base (VLBI) que operan bajo condiciones de ráfagas aerodinámicas. Para determinar los conjuntos óptimos de TMD, se implementa una optimización de diseño multiobjetivo utilizando un algoritmo genético. Se presenta un estudio de caso en el que se consideran catorce escenarios operativos de ráfagas de viento, empleando dos modelos de perturbaciones atmosféricas, a saber, la función de densidad espectral de potencia (PSD) con un perfil estadístico presentado por el espectro de Davenport (DS) y una ráfaga discreta sintonizada (TDG) modelada como una señal de coseno uno menos. Se encuentra que las configuraciones óptimas de TMD son capaces de reducir el error de apuntamiento de la antena en un promedio del 66% y 50% para los escenarios de excitación por ráfagas PSD y TDG, respectivamente, con una inclusión de masa del 1% de la masa total de la estructura de la antena. Los parámetros óptimos de TMD determinados aquí pueden ser utilizados para el diseño y la implementación en campo en sistemas de antenas, de modo que su eficiencia estructural pueda ser mejorada para aplicaciones de radioastronomía.