Algoritmos para Transferir Datos entre Grillas Aerodinámicas y Mallas Estructurales: una Revisión de las Diferentes Alternativas para la Aeroelasticidad Computacional

Abstract

El principal objetivo de este artículo es presentar los resultados de una extensa revisión bibliográfica cuyo objetivo fue identificar y evaluar los métodos más comúnmente utilizados para transferir información entre grillas/mallas correspondientes a la dinámica de fluidos computacional (CFD) y mallas correspondientes a la dinámica de estructuras computacional (CSD). Esta transferencia de datos entres grillas es de capital importancia en el campo de la aeroelasticidad computacional, donde los métodos de interpolación entre las grillas/mallas pueden fácilmente transformarse en el factor que controla la precisión de la simulación aeroelástica.
En general las grillas provenientes de la CFD y las mallas provenientes de la CSD tienen topologías muy diferentes; la topología de las grillas provenientes de la CFD depende de consideraciones puramente aerodinámicas y es independiente de la discretización de la estructura (en general una malla de elementos finitos) que obedece únicamente a consideraciones de la dinámica estructural.
En el campo de la aeroelasticidad computacional, el problema de transferir datos entre una grilla aerodinámica y una malla estructural usualmente involucra: 1) la transferencia de desplazamientos, velocidades, y aceleraciones desde los nudos de la malla de CSD hacia los puntos nodales de la grilla de CFD; y 2) la transferencia de fuerzas/presiones desde los llamados puntos de control de la grilla de CFD hacia los nudos de la malla de CSD.
La revisión bibliográfica presentada en este esfuerzo describe las ventajas y desventajas de los algoritmos más comúnmente utilizados, y tiene como objetivo final identificar los mejores candidatos para ser implementados en un código computacional de alta fidelidad que permita realizar simulaciones del comportamiento aeroservoelástico de generadores eólicos de gran potencia y de eje horizontal.