{"id":3261,"date":"2021-09-15T16:53:56","date_gmt":"2021-09-15T14:53:56","guid":{"rendered":"https:\/\/fusioncat.es\/tech-advances-in-the-development-of-the-new-topological-optimization-model-for-the-design-of-cooled-components-subject-to-the-energy-beam-of-the-ifmif-dones-accelerator\/"},"modified":"2021-09-15T17:23:53","modified_gmt":"2021-09-15T15:23:53","slug":"eurecat2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/noticias\/eurecat2\/","title":{"rendered":"[Tech] Avances en el desarrollo del nuevo modelo de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica para el dise\u00f1o de componentes refrigerados sujetos al haz de energ\u00eda del acelerador IFMIF DONES"},"content":{"rendered":"<p>Tal y como se avanz\u00f3 en la primera parte de esta serie de art\u00edculos titulada <a href=\"https:\/\/fusioncat.es\/es\/noticias\/tech-desarrollo-de-un-nuevo-modelo-de-optimizacion-topologica-para-mejorar-la-eficiencia-de-componentes-para-fusion-nuclear\/\"><em>Desarrollo de un nuevo modelo de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica para mejorar la eficiencia de componentes para fusi\u00f3n nuclear<\/em><\/a>, la gran densidad de energ\u00eda del haz del acelerador IFMIF DONES provoca que los componentes sometidos al mismo trabajen en condiciones cr\u00edticas, especialmente a nivel de temperaturas y tensiones t\u00e9rmicas. Este hecho presenta un reto importante, ya que puede poner en riesgo el correcto funcionamiento y la seguridad de todo el sistema. Con el objetivo de abordar este reto, Eurecat est\u00e1 trabajando en el proyecto FusionCAT en el desarrollo de un nuevo m\u00e9todo de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica para el dise\u00f1o del circuito de refrigeraci\u00f3n de este tipo de componentes, considerando la din\u00e1mica de fluidos y la transferencia de calor.<\/p>\n<p>El m\u00e9todo consiste en dividir el \u00e1rea de dise\u00f1o donde se situar\u00eda la refrigeraci\u00f3n a estudiar en <em>n<\/em> dominios de medio poroso y optimizar cuales de ellos permitir\u00e1n que el fluido refrigerante pase a trav\u00e9s, creando un canal de refrigeraci\u00f3n, y cu\u00e1les no, convirti\u00e9ndose en parte solida de la geometr\u00eda.<\/p>\n<p>Actualmente se est\u00e1 en una fase m\u00e1s de investigaci\u00f3n donde se trabaja en un modelo simplificado a nivel geom\u00e9trico (Figura 1), el cual est\u00e1 compuesto por 16 dominios porosos, donde se va a calcular el valor de porosidad (\u03a6). Adem\u00e1s, tambi\u00e9n cuenta con una placa de aluminio encima (pieza gris), donde se aplicar\u00e1 una potencia t\u00e9rmica. Para cada uno de los dominios, el modelo es capaz de determinar autom\u00e1ticamente:<\/p>\n<ul>\n<li>Si el fluido puede pasar a trav\u00e9s (el dominio es fluido): \u03a6=1<\/li>\n<li>Si el fluido no puede pasar a trav\u00e9s (el dominio es s\u00f3lido): \u03a6=0<\/li>\n<\/ul>\n<h6 style=\"text-align: center;\"><img decoding=\"async\" class=\"lazyload aligncenter wp-image-3248 size-medium\" title=\"Approach of the optimization method initial model \" src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1-300x193.png\" data-orig-src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1-300x193.png\" alt=\"Approach of the optimization method initial model \" width=\"300\" height=\"193\" srcset=\"data:image\/svg+xml,%3Csvg%20xmlns%3D%27http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2Fsvg%27%20width%3D%27300%27%20height%3D%27193%27%20viewBox%3D%270%200%20300%20193%27%3E%3Crect%20width%3D%27300%27%20height%3D%27193%27%20fill-opacity%3D%220%22%2F%3E%3C%2Fsvg%3E\" data-srcset=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1-200x129.png 200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1-300x193.png 300w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1-400x258.png 400w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1-460x295.png 460w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure1.png 534w\" data-sizes=\"auto\" data-orig-sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/> <em>Figure 1: Planteamiento del modelo inicial del m\u00e9todo de optimizaci\u00f3n<\/em><\/h6>\n<p>Para la modelizaci\u00f3n del flujo se ha contemplado un r\u00e9gimen turbulento, resuelto mediante el m\u00e9todo RANS k-\u03b5, y un modelo que asume equilibrio t\u00e9rmico entre el medio poroso, el s\u00f3lido y el fluido. Se han investigado distintos m\u00e9todos de optimizaci\u00f3n (por ejemplo, basados en algoritmos gen\u00e9ticos o adaptativos), con el objetivo de determinar el m\u00e9todo m\u00e1s eficiente que permita llegar a una soluci\u00f3n lo m\u00e1s \u00f3ptima posible en el menor tiempo.<\/p>\n<p>En el caso de estudio, el objetivo ser\u00eda minimizar la temperatura de la placa de aluminio a trav\u00e9s de modificar el dise\u00f1o del canal de refrigeraci\u00f3n, es decir, investigar distintas combinaciones de porosidad (haciendo el dominio fluido o s\u00f3lido) hasta encontrar la combinaci\u00f3n que consiga una temperatura menor en la placa. Por lo tanto, el presente caso tendr\u00eda un \u00fanico objetivo complementado con algunas restricciones para poder encontrar soluciones viables.<\/p>\n<p>En la Figura 2 se puede ver una comparativa de la situaci\u00f3n inicial y de la soluci\u00f3n optimizada, obtenida mediante la metodolog\u00eda desarrollada. Como se muestra, el m\u00e9todo de optimizaci\u00f3n ha sido capaz de encontrar autom\u00e1ticamente el dise\u00f1o del canal de refrigeraci\u00f3n m\u00e1s adecuado para conseguir la menor temperatura posible en la placa de aluminio. En la situaci\u00f3n inicial se part\u00eda de una temperatura m\u00e1xima de 86.0\u00baC, y el nuevo dise\u00f1o obtenido mediante el m\u00e9todo de optimizaci\u00f3n topol\u00f3gica desarrollado ha conseguido reducir la temperatura un 40%, situ\u00e1ndose el m\u00e1ximo en 51.3\u00baC para el dise\u00f1o optimizado.<\/p>\n<h6 style=\"text-align: center;\"><img decoding=\"async\" class=\"lazyload wp-image-3253 aligncenter\" src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-300x183.png\" data-orig-src=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-300x183.png\" alt=\"Comparison of the results before and after the optimization of the cooling circuit\" width=\"401\" height=\"245\" srcset=\"data:image\/svg+xml,%3Csvg%20xmlns%3D%27http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F2000%2Fsvg%27%20width%3D%27401%27%20height%3D%27245%27%20viewBox%3D%270%200%20401%20245%27%3E%3Crect%20width%3D%27401%27%20height%3D%27245%27%20fill-opacity%3D%220%22%2F%3E%3C%2Fsvg%3E\" data-srcset=\"https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-200x122.png 200w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-300x183.png 300w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-400x245.png 400w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-600x367.png 600w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-768x470.png 768w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-800x489.png 800w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2-1024x626.png 1024w, https:\/\/fusioncat.es\/wp-content\/uploads\/2021\/09\/Article-FusionCAT-2021.09_EURECAT_fugure2.png 1040w\" data-sizes=\"auto\" data-orig-sizes=\"(max-width: 401px) 100vw, 401px\" \/>Figure 2 Comparativa de resultados antes y despu\u00e9s de la optimizaci\u00f3n del circuito de refrigeraci\u00f3n<\/h6>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tal y como se avanz\u00f3 en la primera parte de esta serie de art\u00edculos [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":3250,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[45],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3261"}],"collection":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3261"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3261\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3265,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3261\/revisions\/3265"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3250"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3261"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3261"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fusioncat.es\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3261"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}