Líneas de Investigación Materiales y Componentes / Simulación multifísica y multidominio

Simulación multifísica y multidominio

Desarrollo de modelos de simulación de sistemas multífisicos mediante el uso combinado de herramientas de simulación acoplada y de parámetros distribuidos y parámetros concentrados. Los resultados obtenidos permiten analizar en detalle un componente físico o bien su integración en un sistema complejo mediante técnicas de reducción de orden.

Esta línea combina:

  • Enfoques multi–físicos para el análisis simultáneo de fenómenos descritos mediante diferentes ecuaciones constitutivas. Simulación acoplada fluido-estructural, fluido-térmica, termo-estructural, termo-electromagnética , … o cualquier combinación  de ellas mediante la utilización combinada (co-simulación) de distintas herramientas computacionales (Ansys Workbench, Abaqus, Matlab, Isight, …).
  • Enfoques multi–dominio basados en el uso combinado de diferentes aproximaciones numéricas y de modelado. Investigación en métodos de reducción de orden para integración de modelos de parámetros distribuidos en modelos de parámetros concentrados.
  • Enfoques multi–escala para la solución de problemas complejos con altos requerimientos computacionales, de malla o paso temporal. Aplicación de métodos de simulación mesoscópica.

 Con  aplicaciones orientadas a:

  • Simulación de componentes y sistemas industriales complejos caracterizados por la interacción entre distintos dominios físicos.Diseño basado en simulación de componentes microfluídicos en industria y bioingeniería. Modelización de fluidos.
  • Simulación de componentes lubricados.
  • Interacción fluido-estructura en sistemas hidráulicos, neumáticos y estructuras especiales.
Soluciones
Equipamientos singulares

Varios servidores de cálculo de alto rendimiento para uso intensivo en simulación, completados con una amplia gama de estaciones de trabajo para creación de modelos y visualización de resultados.

Software para modelado 3D, tratamiento de superficies complejas y creación de mallas.

Software para simulación estructural y termo-mecánica, tanto implícito como explícito, aplicable de forma general a la resolución de problemas multifísicos.

Software para simulación fluido-dinámica y acoplamiento fluido-estructura.

Software para optimización numérica, acoplable a la mayoría del resto de paquetes de simulación disponibles.

Software específico para simulación de procesos de transformación de polímeros y materiales compuestos.

Software específico de modelización y análisis multiescala. 

Software de entorno matemático generalista para cálculo técnico.

Proyectos I+i financiación pública

SAFEJOINT Enhancing structural efficiency through novel dissimilar material joining aided by nanoparticle technologies

7th Framework Programe, FP7-NMP-2012-SMALL-6 (2013-2015)

 

RICAT+  Red de investigación aplicada cooperativa transpirenaica en mecatrónica y tribología

Interreg IV-A (2009-2011)

 

Knowlege-based radical innovation surfacing tribology and advanced lubrication – KRISTAL

IP 6th Framework Programe, 6NMP/041-515837 (2005-2009)

 

LUBRITECH. Desarrollo de técnicas numéricas avanzadas para el análisis de flujo y fricción en contactos deslizantes entre materiales elásticos y rígidos bajo condiciones de lubricación

I+D Fundamental No-orientada, DPI2008-06481 (2008-2010)

 

Desarrollo de una metodología para la simulación de problemas con interacción fluido-estructura mediante el uso acoplado de herramientas MEF-CFD – PROVIFE

Proyecto CICYT, DPI2005-08727-C02-02 MCYT (2005-2008)

 

Simulación y Predicción de Ruido Aerodinámico – SYPRA

Proyecto CICYT, DPI2001-2406 (2003-2006)

Publicaciones de artículos Científico-Tecnológicos

Numerical investigation of the influence of roughness on the laminar incompressible fluid flow through annular microchannels

J.R. Valdés. M.J. Miana, J.L. Pelegay, J.L.Núñez, T. Pütz International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 50 (9-10), pp. 1865–1878

DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.10.006

May, 2007

 

The multiscale approach to error estimation and adaptivity

G. Hauke., M.H. Doweidar , M. J. Miana

Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 195(13-16), pp. 1573-1593

DOI:10.1016/j.cma.2005.05.029

February, 2006

 

Proper intrinsic scales for a-posteriori multiscale error estimation

G. Hauke., M.H. Doweidar y M. J. Miana

Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 195(33-36), pp. 3983-4001.

DOI:10.1016/j.cma.2005.07.012

February, 2006

 

Numerical investigation of the influence of roughness on the laminar incompressible fluid flow through annular microchannels

J.R. Valdés, M.J. Miana, J.L. Pelegay, J.L. Núñez y T. Pütz

International Journal of Heat and Mass Transfer, 50(9-10), pp. 1865-1878

DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.10.006

May, 2007

 

Reduced-order model for the estimation of fluid flow and flow forces in hydraulic proportional valves

J. R. Valdés, M. J. Miana, T. Pütz

Energy Conversion & Management, Vol. 49, pp.1517-1529

Doi: 10.1115/1.4001070.

June, 2008

 

Introduction of a length correction factor for the calculation of laminar flow through microchannels with high surface roughness

J.R. Valdés, M. J. Miana, M. Martínez, L. Gracia, T. Pütz

International Journal of Heat and Mass Transfer 51, pp. 4573–4582

Doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2008.03.001

August, 2008

 

Calculation models for prediction of Liquefied Natural Gas (LNG) ageing during ship transportation

M. Miana , R. del Hoyo , V. Rodrigálvarez , J. R. Valdés , R. Llorens

Applied Energy 87 (2010) 1687–1700

Doi: 10.1016/j.apenergy.2009.10.023

May 2009

 

Transient Thermal Network Modeling applied to multiscale systems. Part I: Definition and Validation

M. Miana, C. Cortés, J. L. Pelegay, J. R. Valdés, T. Pütz

IEEE Transactions on Advanced Packaging, Vol. 33, No. 4. 924-937.

Doi: 10.1109/TADVP.2010.2074200

November, 2010

 

Transient Thermal Network Modeling applied to multiscale systems. Part II: Application to an Electronic Control Unit of an automobile.

M. Miana, C. Cortés, J. L. Pelegay, J. R. Valdés, T. Pütz, M. Moczala

IEEE Transactions on Advanced Packaging, Vol. 33, No. 4. 938-952.

Doi: 10.1109/TADVP.2010.2074201

November, 2010

 

Characteristic scales in natural convection around an isothermal horizontal cylinder for Pr < 1 Fluids

M. Miana; C. Cortes; J. L.Pelegay; J. R. Valdes; T. Pütz .

International Journal of Thermal Sciences. Vol. 65, Pages 39–61

Doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2012.10.024

March, 2010

 

Porous-layer model for laminar liquid flow in rough microchannels

S. Izquierdo, J. R. Valdés, M. Martínez,  M. Accolti, S. Woudberg, P. Asinari, M. Miana ,  J. P. Du Plessis

Microfluid Nanofluid, Vol. 9, pp.1063–1075

Doi: 10.1007/s10404-010-0625-0

December, 2010

 

Enhancement of the thermal design of bitumen emulsion tanks by analytical equations, CFD models and experimental tests.

M. Miana, J. R. Valdés, C. Millan, C. Bernad, O. Cantín, J. M. Sánchez

Applied Energy, Vol. 88 , pp. 4106–4112

Doi: 10.1016/j.wear.2011.07.010

2011

 

Multiscale characterization of computational rough surfaces and their wear using self-affine principal profiles

S. Izquierdo, C.I. López, J.R. Valdés, M. Miana, F.J. Martínez, M.A. Jiménez.

Wear, Vol. 274–275, pp. 1–7

Doi: 10.1016/j.wear.2011.07.010

January, 2012

 

Modelling of Couette flow in microchannels with textured surfaces

J R Valdés, S Izquierdo, M J Miana, M A Jiménez

J. Engineering Tribology, Vol. 226 no. 1, pp. 14-22

Doi: 10.1177/1350650111416298

February, 2011

 

A simple numerical methodology for thermal – fluid – structural interactions of air damping over heated micro – cantilevers

M Miana, E Bernal, J Paniagua, JR Valdés, S Izquierdo,I. Pellejero

Microfluid Nanofluid, Vol. 13:131–140

Doi: 10.1007/s10404-012-0951-5

July, 2012

 

Detección de explosivos mediante micropalancas de silicio funcionalizadas con materiales nanoporosos

I. Pellejero, M. Miana, M. P. Pina

Anales de Química, 2013, 109 (2), 97-105

Doi: 10.1117/12.884050

Agosto, 2013

 

Numerical simulation and experimental validation of the cavitating flow through a ball check valve

J. R. Valdés, J. M. Rodríguez, R. Monge, J. C. Peña, T. Pütz

Energy Conversion and Management: Vol.78, pp. 776-786

Doi: 10.1016/j.enconman

November, 2013

Congresos y Ponencias

CFD dynamic simulation of a valve performance using UDF’s and the deforming mesh model

J. R. Valdes, M. Miana

Fluent User’s Meeting 2002

Bilbao

Octubre 2002

 

CFD Dynamic Simulation of a Valve Performance using UDFs and the Deforming Mesh Model

J. R. Valdés, M. Miana, T. Pütz

1st European Automotive Conference

Bingen, Alemania

Junio 2003

 

CFD Simulation applied to the Design of Braking Components

Aerodynamic Noise Prediction: Calculation of Aerodynamic Noise Source Terms from CFD LES Simulations

J. R. Valdés, M. Miana, C. Bernad

FISITA World Automotive Congress

Barcelona

Mayo 2004

 

Aerodynamic Noise Prediction: Calculation of Aerodynamic Noise Source Terms from CFD LES Simulations

J. R. Valdés, M. Miana, C. Bernad

FISITA World Automotive Congress

Barcelona

Mayo 2004

 

Development of a CFD-Based parametric model for design of central valve master cylinders

JR Valdés, M. Miana., C. Bernad, F. Buil, I. Nadal, T. Pütz

European Automotive Congress (EAEC)

Belgrado, Serbia

Junio 2005

 

Multibody simulations of a brake booster system by means of finite element analysis

F.J.Martínez, J.M. Royo, I. Nadal, J.J. Sánchez, J. Noack, B. Khnunert

TRANSFAC’06: Congreso Mundial de Soluciones Innovadoras para la Industria del Transporte

San Sebastián

Octubre 2006

 

The influence of contact pressure on the dynamic friction coefficient in cylindrical rubber-metal contact geometries

M.A. Jiménez, J.M. Bielsa, E. Mozas, R. Rodriguez, S. Dobón

IUTAM Symposium on Computational Contact Mechanics

Hannover, Alemania

Noviembre 2006

 

Simulación de la interacción fluido-estructura en un regulador de caudal

M. Miana, J.M. Royo, M.A. Jiménez y J.R. Valdés

XI Reunión del Grupo Español de Usuarios de ABAQUS

Madrid

Noviembre 2006

 

Unsteady CFD Simulation of a Geared Pump – Industrial Utilization, Constraints and Outlooks

Michael Moczala; Mario Miana Sanz

NAFEMS 5. CFD Seminar

Wiesbaden, Alemania

Marzo de 2008

 

Simulation, prediction and reduction of pressure pulses in a hydraulic brake circuit

Valdés, José R., Miana, Mario, Orús, Javier, Rodríguez, José M., Pütz, Thomas

12th EAEC European Automotive Congress

Bratislava, Eslovaquia

Julio, 2009

 

Multibody simulations of a brake booster system by means of finite element analysis

Francisco J. Martínez, José M. Royo, Isaac Nadal, Juan J. Sánchez, Joachim Noack, Boris Kunhert

12th EAEC European Automotive Congress

Bratislava, Eslovaquia

Julio, 2009

 

Dynamic simulation of contamination tests in hydraulic cylinder seals

J.R. Valdés, J.M. Bielsa, I. Nadal, M. Miana, M. A. Jiménez, T. Pütz

20th International Conference on Fluid Sealing Technology 

Nottingham, Reino Unido

Octubre 2009

 

Dynamic simulation model for the analysis of the influence of roughness-induced leakage in seal systems of hydraulic cylinders

J.R. Valdés, J.M. Bielsa, I. Nadal, M. Miana, M. A. Jiménez, T. Pütz

20th International Conference on Fluid Sealing Technology 

Nottingham, Reino Unido

Octubre 2009

 

Numerical simulation of air damping in the oscillatory motion of micro – cantilever structures

M. Miana, E. Bernal, J. Paniagua, J. R. Valdés, I. Pellejero

Workshop on “MATHS & AIR” – Organizado por Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos (CIRCE), Zaragoza e Instituto de Matemáticas y Aplicaciones (IUMA),

Zaragoza

Junio 2010

 

Use of co-simulation and model order reduction techniques in automotive industry. Application to an electric Parking Brake (EPB)

E. Bernal, J.M. Rodríguez-Fortún, I. Nadal, J. Orús, Thomas Pütz

13th EAEC European Automotive Congress

Valencia

Junio 2011

 

RTM permeability prediction using CFD and a GPY acceleration of a lattice Boltzmann solution for sub-grid probability density functions

L. Bergamasco, S.Izquierdo, M.A. Jiménez

European Congress on Computational Methods  in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)

Viena, Austria

Septiembre 2012

 

Metodología de simulación fluido-estructura con ANSYS Workbench para componentes elastoméricos en el sector de automoción

I. Viejo

Jornada - Simulación multifísica: Cómo mejorar tus diseños de ingeniería

Garaia

Mayo 2013

 

Thermomechanical Fatigue Analysis Applied to High Temperature Metal Forming Processes

Escolán, J.M. Bielsa, M.A Jiménez, R. Allende

SCC2013 SIMULIA Community Conference

Viena, Austria

Mayo 2013

 

CFD based parametric model for the estimation of the flow rate for electronic stability control in mastercylinders.

José-Ramón Valdés, J. M. Rodríguez, J. Saumell, Thomas Pütz

EUROBRAKE 2014

Lille, France

Mayo 2014

 

Dynamic simulation model of a collapsing seal

José-Ramón Valdés, José-Manuel Bielsa, Carlos Bernad, Thomas Pütz, Javier Orús

FISITA 2014

Maastrich, Holanda

Junio 2014

 

Temperature reduction of components in induction hobs of domestic kitchens by numerical and visualization models

E. Castillo, M. Miana, L. Sanagustín, I. Hupont, M. Valencia, S.Aranda

HEAT TRANSFER - 13th International Conference on Simulation and Experiments in Heat Transfer and its Applications

A Coruña

Julio 2014

Otros

TESIS DOCTORALES

Mario Miana

Modelos transitorios de redes térmicas aplicados a sistemas multiescala

Universidad de Zaragoza - Mayo 2007

 

José Ramón Valdés

Modelización fluidodinámica de conductos microdimensionales de alta rugosidad y geometría variable.  Aplicación a sistemas de frenado en automoción

Universidad de Zaragoza – Julio 2012

 

Ángel Escolán

Análisis multifísico del proceso de conformado de tubos a elevadas temperaturas y predicción de fatiga temomecánica en el herramental

Universidad de Zaragoza - Octubre 2013