3 SistAeroespaciales AVelazquez
Páginas: 15 (3512 palabras)
Publicado: 29 de junio de 2015
Matemáticas y Sistemas Aeroespaciales (grandes y pequeños)
Ángel Velázquez y José M. Vega
E.T.S.I. Aeronáuticos
Universidad Politécnica de Madrid
Introducción
El objetivo de este artículo es reflexionar acerca del hecho de que la sofisticación creciente de muchos sistemas de ingeniería y, en particular, de muchos que son propios del sector aeroespacial, sólo es abordable mediante el uso detécnicas Matemáticas de igual grado de sofisticación. Normalmente, se tiene una impresión negativa de las Matemáticas, quizá debido a malos recuerdos de la educación recibida, y esto conduce a sostener el lugar común de que las Matemáticas conllevan una abstracción excesiva, y que sirven para poco. Tal percepción es rotundamente falsa. Muy al contrario, puede decirse que las leyes de la naturaleza(y, por tanto, la ingeniería, que se basa en ellas) están escritas, ¡qué le vamos a hacer!, en el lenguaje de las Matemáticas. Por tanto, sin hablar ni entender este lenguaje no cabe el progreso. Dicho de otra manera: igual que cualquiera comprende que para vivir, por ejemplo, en China, es necesario conocer y entender el idioma chino, para comprender las leyes de la naturaleza hay que hablar suidioma. Esto es, no se trata de una cuestión de gustos, se trata de una necesidad.
Lo que se describe a continuación es parte del trabajo conjunto de dos grupos de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid, el grupo de Dinámica y Estabilidad no Lineal en Ingeniería Aeroespacial y el grupo de Ingeniería de Sistemas y Microsistemas Termofluidodinámicos Aplicados al Sector Aeroespacial. Lacolaboración entre estos grupos comenzó en torno a un proyecto financiado por el fabricante de aviones Airbus, desde la idea de impulsar el uso combinado de Matemáticas, Mecánica de Fluidos e Ingeniería Aeroespacial, en la resolución de problemas de interés industrial directo. El objetivo final es doble: (a) desarrollar conocimiento y (b) elaborar prototipos y herramientas numéricas utilizables enprocesos de diseño y certificación. En este artículo se pretende describir someramente los problemas planteados, los retos que tales problemas conllevan y los métodos de solución.
En este contexto, entendemos que la situación actual, en que reducir costes y tiempo de desarrollo es crucial para la supervivencia de la actividad industrial en escenarios cada vez más competitivos, abre nuevasoportunidades de actividad de I+D en departamentos universitarios, y de creación de empresas de base tecnológica (EBT’s). Esto es cierto a nivel internacional pero, sobre todo en España, donde la interacción entre Industria y Academia ha sido tradicionalmente muy frágil. En tal escenario, la Matemática Aplicada e Industrial está destinada a jugar un papel crecientemente activo. Debemos decir aquí queutilizamos el nombre de Matemática Aplicada en un sentido mucho más amplio que el derivado de la actividad tradicional de los departamentos universitarios de Matemáticas y de Matemática Aplicada. En otras palabras: creemos que aprovechar las nuevas oportunidades requiere un
enfoque crecientemente interdisciplinar de la labor de I+D, en que actividades de desarrollo y aplicación de conceptosbásicos, modelado, simulación numérica, experimentación y fabricación, deben combinarse en ciclos temporales cada vez más cortos.
Perspectiva del Problema
El elevado coste, y la dificultad de uso, de los métodos experimentales en ingeniería promueven de un modo natural su propio desarrollo. Pero también impulsan la búsqueda de soluciones alternativas, más flexibles y baratas, como la simulaciónnumérica. Sin embargo, hay que decir que, a pesar de la evolución espectacular del Cálculo Numérico durante los últimos veinte años, la simulación numérica de gran parte de los procesos industriales que involucran movimientos fluidos es inabordable si se pretende que sea suficientemente precisa para describir todos los detalles del movimiento.
El movimiento de un fluido (líquido o gas) viene...
Ángel Velázquez y José M. Vega
E.T.S.I. Aeronáuticos
Universidad Politécnica de Madrid
Introducción
El objetivo de este artículo es reflexionar acerca del hecho de que la sofisticación creciente de muchos sistemas de ingeniería y, en particular, de muchos que son propios del sector aeroespacial, sólo es abordable mediante el uso detécnicas Matemáticas de igual grado de sofisticación. Normalmente, se tiene una impresión negativa de las Matemáticas, quizá debido a malos recuerdos de la educación recibida, y esto conduce a sostener el lugar común de que las Matemáticas conllevan una abstracción excesiva, y que sirven para poco. Tal percepción es rotundamente falsa. Muy al contrario, puede decirse que las leyes de la naturaleza(y, por tanto, la ingeniería, que se basa en ellas) están escritas, ¡qué le vamos a hacer!, en el lenguaje de las Matemáticas. Por tanto, sin hablar ni entender este lenguaje no cabe el progreso. Dicho de otra manera: igual que cualquiera comprende que para vivir, por ejemplo, en China, es necesario conocer y entender el idioma chino, para comprender las leyes de la naturaleza hay que hablar suidioma. Esto es, no se trata de una cuestión de gustos, se trata de una necesidad.
Lo que se describe a continuación es parte del trabajo conjunto de dos grupos de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid, el grupo de Dinámica y Estabilidad no Lineal en Ingeniería Aeroespacial y el grupo de Ingeniería de Sistemas y Microsistemas Termofluidodinámicos Aplicados al Sector Aeroespacial. Lacolaboración entre estos grupos comenzó en torno a un proyecto financiado por el fabricante de aviones Airbus, desde la idea de impulsar el uso combinado de Matemáticas, Mecánica de Fluidos e Ingeniería Aeroespacial, en la resolución de problemas de interés industrial directo. El objetivo final es doble: (a) desarrollar conocimiento y (b) elaborar prototipos y herramientas numéricas utilizables enprocesos de diseño y certificación. En este artículo se pretende describir someramente los problemas planteados, los retos que tales problemas conllevan y los métodos de solución.
En este contexto, entendemos que la situación actual, en que reducir costes y tiempo de desarrollo es crucial para la supervivencia de la actividad industrial en escenarios cada vez más competitivos, abre nuevasoportunidades de actividad de I+D en departamentos universitarios, y de creación de empresas de base tecnológica (EBT’s). Esto es cierto a nivel internacional pero, sobre todo en España, donde la interacción entre Industria y Academia ha sido tradicionalmente muy frágil. En tal escenario, la Matemática Aplicada e Industrial está destinada a jugar un papel crecientemente activo. Debemos decir aquí queutilizamos el nombre de Matemática Aplicada en un sentido mucho más amplio que el derivado de la actividad tradicional de los departamentos universitarios de Matemáticas y de Matemática Aplicada. En otras palabras: creemos que aprovechar las nuevas oportunidades requiere un
enfoque crecientemente interdisciplinar de la labor de I+D, en que actividades de desarrollo y aplicación de conceptosbásicos, modelado, simulación numérica, experimentación y fabricación, deben combinarse en ciclos temporales cada vez más cortos.
Perspectiva del Problema
El elevado coste, y la dificultad de uso, de los métodos experimentales en ingeniería promueven de un modo natural su propio desarrollo. Pero también impulsan la búsqueda de soluciones alternativas, más flexibles y baratas, como la simulaciónnumérica. Sin embargo, hay que decir que, a pesar de la evolución espectacular del Cálculo Numérico durante los últimos veinte años, la simulación numérica de gran parte de los procesos industriales que involucran movimientos fluidos es inabordable si se pretende que sea suficientemente precisa para describir todos los detalles del movimiento.
El movimiento de un fluido (líquido o gas) viene...
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