Sobre la automatización del diseño en aplicaciones fluidodinámicas mediante técnicas evolutivas

Abstract

[Resumen] En esta tesis se estudia la automatización del proceso de diseño óptimo fluidodinámico combinando el análisis del uso de métodos estocásticos de búsqueda de soluciones, principalmente técnicas evolutivas, con herramientas de análisis basadas en simulación numérica computacional en mecánica de fluidos. Puesto que estos dos campos de conocimiento son totalmente diferentes, la automatización no puede abordar cada uno de estos procesos separadamente. Por este motivo se establecen sistemas de comunicación e interrelación entre ambos.

Las características propias de los problemas abordados llevan a que este estudio no se circunscriba al uso de un simulador concreto, sino que se desarrolla un sistema de diseño abierto de tal forma que permita su integración con diversos simuladores y procesos de evaluación. Además, con el objetivo de mejorar los resultados de estos simuladores, manteniendo un coste computacional reducido, se combina la simulación numérica con ensayos experimentales y correcciones basadas en redes neuronales artificiales.

Los resultados de este trabajo se plasman en el desarrollo de una estructura para el diseño óptimo automático en problemas de ingeniería en fluidodinámica. Esta estructura se construye de manera acumulativa a lo largo de esta tesis mediante su aplicación a casos prácticos cuidadosamente seleccionados. De esta forma, con la evaluación de cada caso se añade una nueva funcionalidad o mejora de un módulo de la estructura propuesta. Con todo lo anterior, se desarrolla una metodología de aplicación en la industria que se ha plasmado en soluciones a problemas reales. Entre otros, se pueden destacar los problemas de diseño óptimo de velas de navegación, aerogeneradores y formas de carena.