Modelo de Orden Reducido para la Simulación de Rendimiento y Diseño Conceptual de Motores de Detonación por Pulso de Tipo Cohete
Autores: Sanchez de Leon, Luis; Sastre, Francisco; Martin, Elena; Velazquez, Angel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelo de Orden Reducido para la Simulación de Rendimiento y Diseño Conceptual de Motores de Detonación por Pulso de Tipo Cohete
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Motores de detonación por pulso tipo cohete
Modelo de orden reducido
Cálculos de CFD
Parámetros de rendimiento
Diseño conceptual.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Se ha desarrollado un método basado en modelos para la simulación de rendimiento y el diseño conceptual de motores de detonación por pulso (PDEs) tipo cohete. Se ha generado un modelo de orden reducido (ROM) basado en la descomposición en valores singulares de alto orden de un tensor de datos obtenido de cálculos de CFD. Este ROM podría utilizarse para resolver los problemas directos (de rendimiento) e inversos (de diseño) en el contexto de las fases iniciales del diseño de motores de detonación por pulso. Los parámetros de rendimiento de salida se predicen a partir de los parámetros de operación/geometría de entrada prescritos en el problema directo, y viceversa en el problema inverso. El enfoque de este método es la aplicación industrial en situaciones donde se deben realizar búsquedas paramétricas grandes con un nivel razonable de fidelidad a un bajo costo computacional. Se encontró que la herramienta de diseño conceptual y de rendimiento desarrollada proporciona resultados que se desvían, en promedio, en menos del 10% de los resultados de CFD. En cuanto a la implementación práctica, el método permite trasladar la carga computacional más pesada fuera de línea. De esta manera, al trabajar en línea, el usuario puede obtener resultados en menos de un segundo para cada caso individual. La principal contribución de este estudio es mostrar que un enfoque basado en modelos que combina CFD y descomposición de tensores tiene el potencial de extraer la máxima información de un esfuerzo computacional dado. Esta característica hace que el método sea de interés para las fases de diseño inicial en la industria aeroespacial.
Descripción
Se ha desarrollado un método basado en modelos para la simulación de rendimiento y el diseño conceptual de motores de detonación por pulso (PDEs) tipo cohete. Se ha generado un modelo de orden reducido (ROM) basado en la descomposición en valores singulares de alto orden de un tensor de datos obtenido de cálculos de CFD. Este ROM podría utilizarse para resolver los problemas directos (de rendimiento) e inversos (de diseño) en el contexto de las fases iniciales del diseño de motores de detonación por pulso. Los parámetros de rendimiento de salida se predicen a partir de los parámetros de operación/geometría de entrada prescritos en el problema directo, y viceversa en el problema inverso. El enfoque de este método es la aplicación industrial en situaciones donde se deben realizar búsquedas paramétricas grandes con un nivel razonable de fidelidad a un bajo costo computacional. Se encontró que la herramienta de diseño conceptual y de rendimiento desarrollada proporciona resultados que se desvían, en promedio, en menos del 10% de los resultados de CFD. En cuanto a la implementación práctica, el método permite trasladar la carga computacional más pesada fuera de línea. De esta manera, al trabajar en línea, el usuario puede obtener resultados en menos de un segundo para cada caso individual. La principal contribución de este estudio es mostrar que un enfoque basado en modelos que combina CFD y descomposición de tensores tiene el potencial de extraer la máxima información de un esfuerzo computacional dado. Esta característica hace que el método sea de interés para las fases de diseño inicial en la industria aeroespacial.