Ingeniería de grado aeroespacial
El mismo stack que se usa para diseñar alas de avión, palas de turbina y carenados de F1. Aplicado a quillas de surf.
Simulación
CFD con OpenFOAM 13
Simulación RANS incompresible estacionaria con solver simpleFoam y modelo de turbulencia k-? SST de bajo Reynolds (Menter 1994). Fluido: agua de mar real con ?=1.0·10?6 m²/s y ?=1025 kg/m³ a 7.5 m/s (˜27 km/h).
-
Malla snappyHexMeshRefinamiento nivel 5 en superficie + 5 capas prismáticas (ratio 1.3). Coarse: ~706k celdas. Fine: ~2–3M celdas. Condiciones de contorno físicas reales.
-
Numéricos de precisiónPresión: GAMG (tol 1e-7). Velocidad/turbulencia: smoothSolver (tol 1e-8). Divergencia: Gauss linearUpwind. Relajación: p=0.3, U/k/?=0.7.
-
4 ángulos de ataque5°, 10°, 15°, 20° en condiciones de túnel virtual. Curvas Lift/Drag completas para cada geometría. 31,661 iteraciones totales en 8.2 h-CPU.
CFD Validado
NSGA-II
Optimización
Algoritmo Genético Multiobjetivo
NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) explora miles de geometrías paramétricas para encontrar el frente de Pareto óptimo. Cada candidato se evalúa con CFD completo, no con surrogate models baratos.
-
Optimización real sobre 3 objetivosMaximizar lift, minimizar drag y maximizar el ángulo de stall. Con restricciones de fabricación reales: espesor mínimo, overhang, volumen de material.
-
Exploración masiva del espacio de diseñoCientos de geometrías evaluadas con CFD. No es diseño paramétrico manual — es búsqueda automatizada del óptimo matemático.
-
Parámetros NACA + biomiméticaEl algoritmo optimiza sweep, rake, twist, cant angle, espesor y chord. Además, parámetros de features biomiméticos: amplitud y frecuencia de tubérculos, serraciones y microcanales.
Fabricación
Impresión 3D de Alto Rendimiento
Geometrías imposibles de fabricar con molde tradicional: bordes de ataque con tubérculos, bordes de salida con serraciones, superficies con microcanales. La fabricación aditiva libera el diseño de las restricciones del molde.
-
PA-CF: nylon con fibra de carbonoMaterial de grado ingeniería con rigidez y resistencia superiores. Recubrimiento epoxi para acabado hidrodinámico. Refuerzo estructural con tejido de carbono 3K Twill.
-
Geometrías complejas sin coste extraTubérculos, serraciones, canales, transiciones suaves — todo se imprime en una sola pieza. Sin moldes, sin uniones, sin compromisos de diseño.
-
Sistema FCS II estándarCaja universal compatible con todas las tablas del mercado. Fillet NACA de radio 3 mm para transición suave pala-caja. Listo para instalar.
Fabricación Aditiva
Biomimética
Biomimética
3 patrones naturales. Validados con CFD.
No es decoración. Cada feature biomimético está parametrizado, simulado y optimizado. La naturaleza ya resolvió estos problemas de hidrodinámica hace millones de años.
-
Tubérculos en borde de ataqueInspirados en las aletas de Megaptera novaeangliae. Retrasan el stall, mejoran el control a altos ángulos de ataque. RADICAL: 4 mm × 5 ciclos. ALLROUND: 1.5 mm × 3 ciclos.
-
Serrraciones en borde de salidaInspiradas en las plumas de Bubo virginianus. Reducen el ruido hidrodinámico y mejoran la eficiencia. RADICAL: 6 mm × 6 ciclos.
-
Microcanales superficialesInspirados en los dentículos dérmicos de Carcharodon carcharias. Reducen la fricción superficial. RADICAL: 0.5 mm × 8 canales.
Pipeline
Ciclo de desarrollo 100% automatizado
Todo el pipeline está implementado en Python como software open-source (LGPL-3.0). Diseño paramétrico, CFD, optimización y fabricación integrados en un solo flujo.
Diseño paramétrico
Perfiles NACA con sweep, rake, twist, cant angle, espesor y chord controlados por algoritmo. Features biomiméticos aplicados paramétricamente. Software: Python + Gmsh.
Mallado snappyHexMesh
Malla estructurada con refinamiento en bordes y capas prismáticas. Condiciones de contorno: no-slip en quilla, slip en paredes del túnel. ~3M celdas por caso fine.
Simulación CFD
RANS k-? SST con simpleFoam en OpenFOAM 13. 4 ángulos de ataque. Agua de mar real. 31,661 iteraciones totales en 8.2 h-CPU.
Optimización NSGA-II
Algoritmo genético multiobjetivo. Cada candidato evaluado con CFD. Convergencia al frente de Pareto en ~50 generaciones.
Export STL + Fabricación
Malla STL de alta resolución (~61k triángulos). PA-CF con recubrimiento epoxi. Refuerzo 3K Twill. Sistema FCS II.