{"id":2623,"date":"2021-01-26T00:01:59","date_gmt":"2021-01-25T23:01:59","guid":{"rendered":"https:\/\/fusioncat.es\/?p=2623"},"modified":"2021-01-25T17:28:49","modified_gmt":"2021-01-25T16:28:49","slug":"tech-desenvolupament-dun-nou-model-doptimitzacio-topologica-per-millorar-leficiencia-de-components-per-fusio-nuclear","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/noticies\/tech-desenvolupament-dun-nou-model-doptimitzacio-topologica-per-millorar-leficiencia-de-components-per-fusio-nuclear\/","title":{"rendered":"[Tech] Desenvolupament d&#8217;un nou model d&#8217;optimitzaci\u00f3 topol\u00f2gica per millorar l&#8217;efici\u00e8ncia de components per fusi\u00f3 nuclear."},"content":{"rendered":"<p><img decoding=\"async\" class=\"lazyload size-full wp-image-2619\" src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development.jpg\" data-orig-src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development.jpg\" alt=\"[Tech] Development of a new topological optimization model to improve the efficiency of components for nuclear fusion.\" width=\"1369\" height=\"1027\" srcset=\"data:image\/svg+xml,%3Csvg%20xmlns%3D%27http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2Fsvg%27%20width%3D%271369%27%20height%3D%271027%27%20viewBox%3D%270%200%201369%201027%27%3E%3Crect%20width%3D%271369%27%20height%3D%271027%27%20fill-opacity%3D%220%22%2F%3E%3C%2Fsvg%3E\" data-srcset=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-200x150.jpg 200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-300x225.jpg 300w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-400x300.jpg 400w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-600x450.jpg 600w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-768x576.jpg 768w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-800x600.jpg 800w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-1024x768.jpg 1024w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development-1200x900.jpg 1200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/01\/development.jpg 1369w\" data-sizes=\"auto\" data-orig-sizes=\"(max-width: 1369px) 100vw, 1369px\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>La <strong>fusi\u00f3 nuclear<\/strong> \u00e9s una de les poques tecnologies amb el potencial de satisfer la creixent demanda energ\u00e8tica a trav\u00e9s de fonts d\u2019energia sostenibles, segures i baixes en emissions. Motivada per aquests reptes tant cient\u00edfics com tecnol\u00f2gics, la comunitat d\u2019entitats catalanes que treballen en l\u2019\u00e0mbit de la tecnologia de fusi\u00f3 nuclear congrega els seus esfor\u00e7os al projecte de recerca <a href=\"https:\/\/www.bsc.es\/research-and-development\/projects\/fusioncat-fusion-catalonia\"><strong>FusionCAT<\/strong><\/a>.<\/p>\n<p>En aquest projecte, Eurecat participa en el <em>Projecte 3:<\/em> <em>Estudis del reactor de fusi\u00f3<\/em> a trav\u00e9s de la seva <strong><em>L\u00ednia de Simulaci\u00f3 Avan\u00e7ada<\/em><\/strong>, integrada dins de la<em> Unitat de Desenvolupament de Producte Innovador<\/em>. M\u00e9s espec\u00edficament, Eurecat est\u00e0 involucrat en la <em>Tasca 3.2: Modelat, an\u00e0lisi i disseny de components d\u2019acceleradors per a instal\u00b7lacions d\u2019investigaci\u00f3 de materials de fusi\u00f3<\/em>, liderant la <em>Subtasca 3: Estudis termo-mec\u00e0nics i de din\u00e0mica de fluids computacional de components sotmesos al feix de l\u2019accelerador IFMIF-DONES<\/em> i la <em>Subtasca 4: An\u00e0lisis de socis industrials per a la obtenci\u00f3 de futurs potencials contractes i col\u00b7laboracions en el marc de programes de fusi\u00f3 internacional.<\/em><\/p>\n<p>La <em>L\u00ednia de Simulaci\u00f3 Avan\u00e7ada<\/em> d\u2019Eurecat est\u00e0 formada per un equip d\u2019enginyers experts en c\u00e0lcul num\u00e8ric amb \u00e0mplia experi\u00e8ncia en projectes dirigits a l\u2019an\u00e0lisi, disseny i optimitzaci\u00f3 de productes, estructures, sistemes fluido-din\u00e0mics i processos, mitjan\u00e7ant la implementaci\u00f3 de <strong>m\u00e8todes de disseny i simulaci\u00f3 avan\u00e7ats a nivell multi-f\u00edsic<\/strong>, com el m\u00e8tode dels elements finits (FEM), la din\u00e0mica de fluids computacional (CFD), el disseny generatiu o l\u2019optimitzaci\u00f3 topol\u00f2gica.<\/p>\n<p>Aquesta l\u00ednia compta amb diverses plataformes de simulaci\u00f3 com Ansys, Simulia, Altair, entre d\u2019altres, les quals proporcionen capacitat per reproduir num\u00e8ricament un ampli rang de f\u00edsiques en l\u2019\u00e0mbit mec\u00e0nic, fluido-din\u00e0mic, reol\u00f2gic, transfer\u00e8ncia de calor, electromagn\u00e8tic&#8230;<\/p>\n<p>Eurecat i IREC porten anys col\u00b7laborant en projectes dirigits a analitzar i dissenyar components sotmesos al feix de<strong> l\u2019accelerador IFMIF-DONES<\/strong>. La gran densitat d\u2019energia del feix d\u2019aquest accelerador fa que aquests components treballin en condicions cr\u00edtiques, especialment a nivell de temperatures aix\u00ed com de tensions t\u00e8rmiques. Aquest fet presenta un repte important, ja que pot posar en risc el correcte funcionament i la seguretat de tot el sistema.<\/p>\n<p>Aquest repte es pot abordar principalment des de dos vessants. Per una banda a trav\u00e9s de l\u2019\u00fas de materials especials que siguin capa\u00e7os de suportar, amb seguretat, les temperatures i les tensions t\u00e8rmiques derivades i que presentin al mateix temps una bona capacitat barrera al feix de l\u2019accelerador. Eurecat i IREC han estat avaluant diferents alternatives de materials, per\u00f2 encara que s\u00ed que existeixen materials capa\u00e7os de suportar les condicions de treball, aquests no ho fan amb el suficient marge de seguretat i\/o presenten altres limitacions importants, especialment a nivell de cost, disponibilitat en les mides necess\u00e0ries i complexitat de mecanitzaci\u00f3 i de soldadura.<\/p>\n<p>L\u2019altra vessant des de la que es pot abordar aquest repte \u00e9s a trav\u00e9s del disseny, especialment en quant al circuit de refrigeraci\u00f3. Eurecat ha treballat el disseny i an\u00e0lisi dels components i dels pertinents circuits de refrigeraci\u00f3, desenvolupant models de simulaci\u00f3 multi-f\u00edsics basats en la din\u00e0mica de fluids computacional (CFD) i el m\u00e8tode dels elements finits (FEM), capa\u00e7os de reproduir num\u00e8ricament el r\u00e8gim turbulent del fluid aix\u00ed com la transfer\u00e8ncia de calor en tot el sistema i les tensions i distorsions t\u00e8rmiques derivades. A trav\u00e9s d\u2019aquest models, Eurecat implementa un proc\u00e9s d\u2019optimitzaci\u00f3 iteratiu disseny-simulaci\u00f3, modificant el disseny del component segons els resultats de simulaci\u00f3 obtinguts en cada iteraci\u00f3 fins assolir un disseny que es pugui considerar \u00f2ptim.<\/p>\n<p>Aquest \u00e9s un m\u00e8tode d\u2019optimitzaci\u00f3 tradicional que presenta limitacions importants. Per una banda, te un gran component subjectiu on l\u2019experi\u00e8ncia i capacitat d\u2019interpretaci\u00f3 de resultats de l\u2019enginyer juguen un paper important. Per altra banda es un proc\u00e9s manual que requereix de molta dedicaci\u00f3 per cada iteraci\u00f3, el que comporta que sovint el nombre d\u2019iteracions que es poden fer es limitat.<\/p>\n<p>Per tal d\u2019abordar aquestes limitacions, Eurecat desenvolupar\u00e0, en el projecte FusionCAT, un <strong>nou m\u00e8tode d\u2019optimitzaci\u00f3 topol\u00f2gica<\/strong>. L\u2019optimitzaci\u00f3 topol\u00f2gica es un m\u00e8tode espec\u00edfic de disseny generatiu, el qual est\u00e0 basat en m\u00e8todes de simulaci\u00f3 num\u00e8rica i que permet obtenir la geometria \u00f2ptima a partir d\u2019un espai de disseny en funci\u00f3 d\u2019uns objectius i restriccions especificats. Aquest m\u00e8tode est\u00e0 molt est\u00e8s en l\u2019\u00e0mbit estructural, per\u00f2 no en l\u2019\u00e0mbit de la <strong>din\u00e0mica de fluids i transfer\u00e8ncia de calor<\/strong>. El nou m\u00e8tode d\u2019optimitzaci\u00f3 topol\u00f2gica desenvolupat per Eurecat ser\u00e0 capa\u00e7 d\u2019integrar aquestes f\u00edsiques, de tal manera que permeti optimitzar els components sotmesos al feix de l\u2019accelerador IFMIF-DONES a un nivell sense precedents.<\/p>\n<p>Tamb\u00e9 es pret\u00e9n que el nou m\u00e8tode permeti fer l\u2019optimitzaci\u00f3 a <strong>nivell multi-escala<\/strong>, es a dir, que no nom\u00e9s permeti determinar en quines zones de l\u2019espai de disseny hi ha d\u2019haver material o no, si no que tamb\u00e9 sigui capa\u00e7 de determinar si en alguna zona en concret (per exemple la zona on impacta el feix) \u00e9s millor que hi hagi material amb una certa porositat i determinar com i quina ha de ser aquesta porositat per obtenir resultats \u00f2ptims. En funci\u00f3 del tipus de porositat determinada pel model, posteriorment es dissenyaran estructures amb porositat ad-hoc (per exemple basades en estructures lattice o en superf\u00edcies minimals ) mitjan\u00e7ant m\u00e8todes de <strong>disseny generatiu<\/strong>, les quals es podran fabricar per mitj\u00e0 de <strong>tecnologies d\u2019impressi\u00f3 3D<\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>&nbsp; La fusi\u00f3 nuclear \u00e9s una de les poques tecnologies amb el potencial de [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2619,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[44],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2623"}],"collection":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2623"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2623\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2626,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2623\/revisions\/2626"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2619"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2623"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2623"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/ca\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2623"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}