Desarrollo e Innovación Tecnológica No Evaluada

Desarrolló el programa MAPRE: programa de cálculo estructural y optimización de torres-antenas arriostradas 2D. Desarrollado en forma conjunta con el Ing. Julio Massa del Departamento de Estructuras, F.C.E.F. y N., UNC. Considera el comportamiento no lineal de los cables y la teoría de segundo orden en los tramos del mástil. Puede considerar la acción del viento sobre el mástil y sobre las riendas. Permite optimizar el peso total de las riendas a partir de un catálogo de secciones calculando automáticamente la pretensión requerida para las riendas. Año: 1987 - 1989.

Desarrolló el programa FLUTTER: programa que permite llevar a cabo simulaciones numéricas del comportamiento aeroelástico no-estacionario, no-lineal y subsónico de alas de aeronaves. Las ecuaciones gobernantes son integradas numéricamente, simultáneamente e interactivamente en el dominio del tiempo mediante el uso de un método predictor-corrector. Las cargas aerodinámicas son computadas mediante el uso del “unsteady, vortex-lattice method”. Un modelo de elementos finitos lineal es utilizado para predecir las deformaciones de la estructura del ala. Los modelos, aerodinámico y estructural, son acoplados de forma tal que las grillas tienen geometrías totalmente arbitrarias. Las deformaciones del ala se expresan mediante una expansión en términos de los modos de vibrar, provistos por el modelo de elementos finitos, y de coeficientes dependientes del tiempo. Estos coeficientes sirven de coordenadas generalizadas del sistema dinámico completo. La estructura del programa es modular, esto permite modificar en forma independiente cualquiera de los subsistemas que componen la simulación. Las simulaciones aeroelásticas no están restringidas a movimientos periódicos o a geometrías simples. Año: 1994 – 1998.

Desarrolló el programa ROTOR: este programa permite estudiar el comportamiento aerodinámico de rotores utilizados en helicópteros y aerogeneradores. Este tópico ha sido siempre de gran interés debido a las características inestacionarias y no-lineales del flujo de aire generado por los mismos. Fue desarrollado en forma conjunta con los Ingenieros G. Regino, y S. Burdisso del IUA. Este programa provee la distribución de presiones sobre las palas del rotor como así también la distribución y ubicación de la vorticidad en las estelas. La técnica utilizada es inherentemente no-lineal. El modelo es un modelo de elementos de frontera y requiere que la superficie de cada pala sea cubierta con una grilla. La versión inestacionaria de la ecuación de Bernoulli es utilizada para computar la presión en la superficie de las palas. La metodología propuesta, que provee la solución en el dominio del tiempo, ofrece varias ventajas frente a los métodos que proveen una solución en el dominio de la frecuencia. Este método no está restringido a movimientos periódicos o ecuaciones de movimiento lineales; no se encuentra restringido a un número particular de palas; la posición de la estela no es determinada con anterioridad, sino que se determina como parte de la solución del problema. La técnica utilizada en este trabajo tiene en cuenta las no-linealidades aerodinámicas asociadas con ángulos de ataque, deformaciones estáticas, flujos dominados por vorticidad, y comportamiento no estacionario. Las palas pueden sufrir desplazamientos de cuerpo rígido, como así también, deformaciones de tipo elástico. Esta técnica permite, además, tener en cuenta la interferencia aerodinámica que surge de la interacción palas-palas, palas-estelas y estelas-estelas. Y en el caso particular de helicópteros, permite evaluar la variación de las propiedades aerodinámicas en vuelo en proximidades del suelo ("efecto suelo"). Año: 1999 – 2000.

Desarrolló el programa GECIN: herramienta computacional para llevar a cabo simulaciones numéricas que permiten analizar la cinemática de un aerogenerador. Mediante estas simulaciones numéricas es posible conocer la historia del movimiento descrito por cada una de las partes constitutivas del aerogenerador. Fue desarrollado

en forma conjunta con la Ingeniera G. Jeandrevin del IUA. Para desarrollar las simulaciones numéricas, se considera que el aerogenerador está compuesto por un conjunto de sólidos rígidos. Usando ángulos de Euler, se obtienen las correspondientes matrices de rotación que permiten relacionar los diferentes sistemas de referencia utilizados. Componiendo adecuadamente las transformaciones entre los diversos sistemas de referencia utilizados, es posible encontrar los vectores posición, velocidad y aceleración de cada punto material con respecto a un sistema de referencia Newtoniano convenientemente ubicado. Se utiliza AutoCad para generar lo que se denomina “el dominio del dibujo”. Este dominio es la versión discretizada de los sólidos que forman el aerogenerador y está compuesto por mallas que describen la geometría de las palas, la estructura portante, el cono, etc. Se utiliza una interfase escrita en Matlab para pasar del dominio del dibujo al “dominio computacional”. Se utiliza un módulo de simulación, también escrito en Matlab, para generar la historia del movimiento. La historia del movimiento incluye no solo la historia de la posición, sino también, la historia de las velocidades y de las aceleraciones. Para realizar estas simulaciones se suponen conocidas las velocidades instantáneas de rotación de cada una de las partes como así también la dirección instantánea del viento. Tanto las velocidades angulares como la dirección del viento pueden describirse analíticamente o a partir de datos medidos en un aerogenerador real. Año: 2000 – 2001.

Desarrolló el programa YAWDYN: software para realizar simulaciones numéricas del comportamiento aeroelástico del control de actitud de un generador eólico mediano. Desarrollado en forma conjunta con el Ingeniero P. A. Ravetta, UNRC. El programa soporta dos modelos del sistema de control: (1) un modelo constituido por un ala delta en posición vertical, del tipo utilizado en algunos aerogeneradores de fabricación nacional, y (2) un modelo que consiste en un arreglo de dos alas delta en posición vertical, también conocido como doble deriva, muy utilizado por fabricantes en otras partes del mundo. En ambos casos se consideran los efectos producidos por la separación del flujo en el borde de ataque. Esto hace al problema inherentemente no- lineal y no-estacionario. Para la determinación de las características aerodinámicas no-lineales, no-estacionarias se utiliza el método de red de vórtices inestacionario. Se utiliza un esquema iterativo que tiene en cuenta la interacción entre las cargas aerodinámicas, el movimiento de la estructura, y la dinámica de los sistemas de control. La metodología propuesta, que provee la solución en el dominio del tiempo, permite además conocer el estado del sistema dinámico en función de la evolución de la única coordenada generalizada que posee el sistema. Debido a que las cargas aerodinámicas actuantes dependen no solo del estado del sistema sino también de la aceleración del mismo, el algoritmo usado para llevar a cabo el proceso de integración numérica es un predictor-corrector. Este programa permite llevar a cabo simulaciones numéricas para determinar cuál es la configuración que permite obtener el menor tiempo de respuesta, esto es, bajo las mismas condiciones iniciales, que configuración lleva al sistema dinámico al estado de equilibrio en el menor tiempo. Además, permite estudiar cómo se modifica la respuesta cuando se varían parámetros del sistema tales como: longitud de la cola, inercia de la masa concentrada con la que se modela el cuerpo del aerogenerador, y ángulo y separación entre las alas en tándem. Año: 2001 – 2002.

Desarrolló el programa MAPRE3D: programa de cálculo estructural y optimización de torres-antenas arriostradas 3D. Desarrollado en forma conjunta con el Ing. Julio Massa del Departamento de Estructuras, F.C.E.F. y N., UNC. Considera el comportamiento no lineal de los cables y utiliza una teoría de segundo orden para calcular el estado tensional sobre los tramos del mástil. Puede calcular la acción resultante del viento sobre el mástil y sobre las riendas. Estas acciones son evaluadas de acuerdo al Reglamento CIRSOC 102 (Acción del Viento sobre las Construcciones). Permite optimizar el peso total de las riendas a partir de un catálogo de secciones, calculando automáticamente la pretensión requerida para las riendas. Permite simular la “verdadera” condición de montaje resultante de una configuración de pretensión. Este programa también permite determinar cual es la configuración de pretensión que verticaliza el mástil. Esta opción es de gran interés en los casos en que los pies de riendas se encuentran a distintos niveles y/o los planos de rienda no se encuentran a 120 grados. Este programa es utilizado por la empresa Gamma s.r.l. para calcular y optimizar el diseño de torres arriotradas y como herramienta de comparación con los resultados provistos por el código comercial Mástil 3D.

3) Otras

Autor de un Protocolo de Trabajo Específico entre la Facultad de Ingeniería de la U.N.R.C. y el Instituto Universitario Aeronáutico de la Ciudad de Córdoba con fecha 3 de diciembre del 2000. El Plan de Actividades a realizar en el marco del convenio de cooperación y complementación incluye las tareas que se enumeran a continuación: a) Desarrollo de simulaciones numéricas del comportamiento cinemático del aerogenerador; b) Desarrollo de simulaciones numéricas del comportamiento dinámico del aerogenerador utilizando modelos

simples; c) Desarrollo de simulaciones numéricas del comportamiento aeroelástico de un modelo simplificado de aerogenerador; d) Ensayos en Túnel de Viento de un modelo de pala rígida; e) Ensayo en Túnel de Viento de un modelo de pala rígida con fijación flexible de uno o dos grados de libertad; f) Ensayos de Túnel de Viento de un modelo aeroelástico simplificado del generador eólico completo; y g) Confección de planos de fabricación de los diversos modelos a ser ensayados.