Máster en Ingeniería Aeronáutica

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Desarrollo del modelo electromecánico de un microgenerador de energía en Simulink
(2024) Navarro Fuentes, Antonio; Romero Ordóñez, Antonio; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Este Trabajo de Fin de Máster se enfoca en el desarrollo y modelización de un sistema de microgenera ción de energía utilizando tecnologías piezoeléctricas y magnetoelásticas, desde la perspectiva de su simulación en Simulink. El sistema propuesto está diseñado específicamente para su aplicación en redes de sensores remotos instalados en puentes de líneas de alta velocidad (LAV’s). La metodología se basa en la sintonización de una viga en voladizo a la frecuencia de resonancia del puente, con el fin de convertir parte de la energía mecánica de las vibraciones inducidas por el tráfico ferroviario en electricidad, la cual puede ser utilizada como fuente de energía para una variedad de aplicaciones en monitorización estructural. Se hadesarrollado un modelo detallado utilizando una analogía eléctrica de los sistemas de microrrecolección, implementado en el entorno de simulación de Simulink, lo que permite analizar y optimizar su funcionamiento. La validación del modelo se ha realizado mediante la comparación con datos de referencias bibliográficas, garantizando la precisión y fiabilidad de las simulaciones. Además, se ha diseñado una arquitectura de recolección de energía que maximiza la eficiencia del sistema, almacenando la energía recolectada en un condensador de carga y permitiendo su posterior descarga bajo condiciones controladas. Este trabajo no solo contribuye al avance en la creación de sistemas de recolección de energía más eficientes y comercialmente viables, sino que también tiene el potencial de mejorar significativamente la seguridad en infraestructuras críticas. Asimismo, promueve un modelo económico sostenible al reducir la dependencia de fuentes de energía tradicionales, alineándose con los objetivos de sostenibilidad y eficiencia energética en la ingeniería actual.
Track-to-orbit association problem for non-collaborative targets in the presence of manoeuvres
(2024) Malaver Jambrina, Antonio; Vázquez Valenzuela, Rafael; Pastor Rodríguez, Alejandro; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
Resumen: Este proyecto tiene como objetivo desarrollar un sistema integral para la catalogaciónde satélites y la estimación de maniobras. Dado el creciente número de satélites, resulta esencial un seguimiento preciso y una predicción de maniobras para evitar colisiones y gestionar el tráfico espacial. El estudio explora diversas metodologías para mejorar la detección de maniobras, centrándose en técnicas estadísticas avanzadas como la entropía y el análisis de componentes principales (PCA) para la evaluación y puntuación de candidatos. El proyecto involucra la implementación (traza-órbita, traza-traza y estimación de maniobras) y desarrollo (promotor de hipótesis conjunto de trazas-satélite) de una cadena completa de catalogación, que integra varios componentes clave, incluyendo el preprocesamiento de datos, la estimación de maniobras y la promoción de hipótesis. Se realiza un análisis detallado del impacto de la proximidad de los satélites, la magnitud de las maniobras y el ruido de radar en la precisión del sistema de seguimiento. Además, el proyecto examina los desafíos que plantea la disponibilidad limitada de datos, como el uso de un número reducido de trazas de observación y la complejidad introducida por satélites con trayectorias que se cruzan. Para respaldar estos análisis, se utilizan observaciones simuladas y planes de maniobras, proporcionando un entorno controlado para probar la efectividad de varias técnicas. La metodología está diseñada con el objetivo de lograr una alta precisión mientras se aseguran actualizaciones oportunas de las posiciones y movimientos de los satélites.
Digital Twin Development of Li-Ion Batteries for Enhanced Energy Management in Microgrids
(2024) Ruiz López, Miguel; Bordons Alba, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
Hoy en día, las microrredes representan un paradigma clave en la lucha contra el cambio climático, facilitando la integración de energías renovables en los sistemas energéticos. La gestión eficiente de la operación y mantenimiento de microrredes es un desafío complejo, que requiere soluciones innovadoras. El avance de tecnologías emergentes como la inteligencia artificial y el análisis de datos permite aprovechar la gran cantidad de información generada por estos sistemas para abordar este reto. En este contexto, el concepto de Gemelo Digital se presenta como una solución ideal para integrar estas tecnologías de manera eficiente y coherente. A diferencia de un Modelo Digital, el Gemelo Digital establece un flujo bidireccional de datos con su contraparte física, lo que le permite mantenerse actualizado y ejercer influencia sobre su funcionamiento. Este trabajo se centra en el desarrollo de un Gemelo Digital para una batería de ion de litio, estableciendo así el monitoreo y la visualización en tiempo real de la entidad física, así como la provisión de servicios de simulación. Esto resulta altamente beneficioso para mejorar la gestión energética en microrredes y se espera que la solución propuesta contribuya a optimizar su control. En la literatura, los diferentes componentes relacionados con el desarrollo de un Gemelo Digital de una batería han sido tratados con diversos niveles de profundidad. Sin embargo, según el conocimiento del autor, son escasos los estudios que integran de manera coherente todos estos elementos dentro del marco del Gemelo Digital. Este trabajo busca ofrecer una visión integral de cómo estas áreas interactúan y se basa en principios bien establecidos del concepto de Gemelo Digital para entender los requisitos, necesidades y desafíos que plantea el desarrollo de un Gemelo Digital eficiente. Este proyecto presenta dos contribuciones clave: i) propone una arquitectura para la implementación de un Gemelo Digital de una batería de ion de litio, detallando su implementación mediante herramientas de código abierto para facilitar su replicación por otros investigadores; y ii) diseña experimentos que validan el Gemelo Digital, justificando la validez de los procedimientos planteados. De esta forma, el trabajo busca mejorar la gestión energética en microrredes mediante soluciones digitales innovadoras, abriendo la puerta a futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en el campo, y estableciendo una base sólida para desarrollos posteriores.
Predicción de sombras de nubes en plantas termosolares mediante visión artificial
(2024) Gutiérrez Amor, Carlota; Bordons Alba, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
En este trabajo se aborda la estimación y predicción de nubes mediante el análisis de imágenes all-sky, orientado a la aplicación en plantas termosolares. Se propone un enfoque híbrido que combina redes neuronales convolucionales (CNN) y algoritmos tradicionales para la segmentación de nubes, junto con técnicas de estimación de flujo óptico y un algoritmo propio para la detección del movimiento de píxeles. El modelo desarrollado se centra en pronosticar la presencia de nubes en un horizonte temporal de 15 minutos. Los resultados muestran que este enfoque mejora significativamente la precisión de las predicciones en comparación con métodos convencionales, especialmente en la parte de segmentación de nubes. La comparativa realizada proporciona una base sólida para investigaciones futuras sobre la estimación de la radiación solar utilizando imágenes all-sky.
Diseño de una Aproximación RNP Autorización Requerida para la pista 27 del Aeropuerto de Granada
(2024) Piedra Guevara, Juan de Dios; Díaz Carrasco, P.; Ortas Luceño, Alberto; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería
This project focuses on the design and feasibility study of an RNP (Required Naviga tion Performance) approach procedure with Required Authorization for the Federico García Lorca Granada-Jaén Airport. Throughout the document, the fundamentals of conventional navigation and area naviga tion are discussed, highlighting the evolution towards more precise and efficient systems. The concept of Performance-Based Navigation (PBN) is introduced, detailing the specifica tions and infrastructure necessary for its application. Specifically, the design of an RNP approach with Required Authorization for runway 27 of the airport is analyzed, aiming to improve the efficiency and safety of air operations. The project includes a detailed analysis of the characteristics and specific restrictions of the airport, as well as an evaluation of the current situation of PBN procedures and the capabilities of the aircraft operating there. Based on these evaluations, an RNP AR approach procedure is developed, considering the established restrictions. Finally, the conclusions reached during the development of the project are presented, emphasizing the feasibility of the designed procedure and its potential positive impact on air traffic management at Granada Airport.
Análisis de Fatiga mediante la Guía Alemana FKM
(2024) Lameche Houari, Othman; Madrigal Sánchez, Carmen; Chaves Repiso, Víctor Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
La evaluación de la resistencia a fatiga de un componente es necesaria en gran cantidad de sectores industriales. De entre todos ellos, este proceso presenta una gran aplicabilidad en el aeronáutico, donde la fatiga puede conllevar elevados fallos estructurales, teniendo esto un impacto directo sobre la seguridad y la economía. El objetivo del presente Trabajo Final de Máster es analizar los principios fundamentales de la guía alemana FKM para la evaluación de la resistencia de componentes mecánicos. Concretamente, se analizan aquellos capítulos en los que se detalla cómo se evalúa la fatiga. Notar que, en este documento, además de presentar aquellos pasos que describen el proceso a seguir para un correcto estudio, también se analiza, desde un punto de vista teórico, la razón de porqué resulta útil aplicar los conceptos descritos en la guía. Teniendo esto en cuenta, se abarcan los conceptos relativos a dicha evaluación desde la definición de las generalidades, pasando por la explicación de los valores característicos de tensión, las propiedades relativas a los materiales que se necesitan, los parámetros de diseño y de seguridad, y la definición de la resistencia a fatiga de los componentes. Una vez explicados todos estos aspectos, se define la manera de evaluar dicha resistencia, empleando para ello el grado cíclico de uso. Finalmente, con el fin de mostrar cómo se aplicarían los conceptos teóricos explicados en cada uno de los pasos, se explican tres casos prácticos de uso. De esta forma, se pretende crear un texto de uso que combine los aspectos prácticos de la guía y los conocimientos teóricos adquiridos por el estudiante en su recorrido académico.
Estudio, modelado y recreación virtual de un motor radial de 5 cilindros utilizando el software Catia V5
(2024) Jurado Ruiz, Jesús; Valderrama Gual, Francisco Andrés; Morato-Moreno, Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
En este proyecto se aborda el estudio, modelado y recreación virtual de un motor radial de 5 cilindros utilizando el software CATIA V5. El objetivo principal del proyecto ha sido comprender y reproducir con precisión la geometría y el funcionamiento de este tipo de motor, ampliamente utilizado en el aeromodelismo. El estudio comienza con una revisión de la historia y los principios de operación de los motores radiales, seguida de una descripción técnica de sus componentes principales y su disposición. A continuación, se procede al modelado tridimensional del motor en CATIA V5. Comenzando con el modelado de cada componente y siguiendo con su ensamblaje. Finalmente, se genera una simulación cinemática (recreación virtual) para garantizar que el modelo replica fielmente el comportamiento del motor real.
Exposición y revisión del método SIMPLE con aplicaciones a flujos de geometría sencilla
(2024) Robles Corpa, Aitor; Pérez-Saborid Sánchez-Pastor, Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
The field of Computational Fluid Dynamics (CFD) has experienced a significant growth, being vital in engineering and in particular in the aeronautical industry. This paper examines the SIMPLE method (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations), as a basic procedure for fluid domain simulations. A exhaustive review of the CFD literature is presented, followed by the mathematical formulation of the Navier-Stokes equations and the implementation of the SIMPLE algorithm. Cases of simple geometry and incompressible flow are solved, demonstrating its efficiency and versatility. The results are discussed in comparison with available literature, followed by conclusions and suggestions for future research. The appendices detail the line-by-line method, the implemented equations and the Matlab codes. This study not only delves into the SIMPLE method, but also serves as an introductory educational resource in CFD, providing the basic tools necessary to understand and apply fluid simulation algorithms.
Ánalisis y simulación de la ruta hacia el caos de un oscilador electrónico
(2024) López Benítez, David; Ros Padilla, Francisco Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Matemática Aplicada II (ETSI)
Se pretende en este Trabajo Fin de Máster estudiar el comportamiento de un oscilador electrónico en su ruta hacia el caos, partiendo del conocimiento de los sistemas dinámicos y la detección de bifurcaciones y ciclos límites. Se analizan las curvas de bifurcación, entre las que destacan la silla-nodo y tridente, y se obtienen los diagramas de bifurcación asociados a estos sistemas. En el primer capítulo, se introducen los sistemas dinámicos, detallando los tipos y dando algunos ejemplos para conocer el comportamiento de estos. En el segundo capítulo, se estudia la estabilidad de los sistemas dinámicos y se explican los tipos de puntos de equilibrio. En el tercer capítulo, se expone el concepto de bifurcación y se detallan los tipos de bifurcaciones que podemos encontrar. En el cuarto punto, se define el caos, se estudia el atractor de Lorenz mediante su dinámica y la ruta al caos a través de órbitas homoclinas tipo Shilnikov. En el quinto capítulo, se detallan los métodos de continuación numérica que nos ayudan a resolver el problema en cuestión. En el sexto capítulo, se definen los sistemas lineales a trozos y se introducen los osciladores electrónicos, especialmente el que nos compete durante el desarrollo de nuestro trabajo, el oscilador electrónico de Bonhoeffer-Van der Pol. Por último, se representan los resultados obtenidos mediante programación en MATLAB, principalmente haciendo uso del MatCont, de las simulaciones planteadas. Los códigos empleados se pueden observar en los anexos.
Customización de un sistema PLM para la gestión de ciclo de vida de patologías
(2024) Rodríguez Benito, David; Racero Moreno, Jesús; Padillo Eguía, Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
En este trabajo de fin de máster se desarrolla un framework integrado en un sistema de gestión del ciclo de vida del producto para incluir modelos de Machine Learning, con la pretensión de dar soporte al médico en el diagnóstico, tratamiento y análisis de patologías. Este proyecto presenta cinco partes. La primera de ellas es una introducción y una extensa revisión de la literatura en la que se establece el marco en el que se ha desarrollado el trabajo. Tras esto, se describe el sistema de aprendizaje y el modelo de datos utilizado en el mismo. Después, se describen la customización del sistema de gestión del ciclo de vida del producto, así como la implementación del modelo de Machine Learning. Finalmente, se lleva a cabo la aplicación del modelo planteado para el caso de la apendicitis y, finalmente, en el último capítulo se hace un resumen de las conclusiones del TFM y algunos desarrollos y extensiones futuras que permitirían mejorar el modelo.
Técnicas de Reducción de Efectos Parásitos en Elementos Inductivos de Filtros EMI
(2024) Murillo Fuente, Pablo; Bernal Méndez, Joaquín; Universidad de Sevilla. Departamento de Física Aplicada III
This work investigates the impact of parasitic effects on inductors and common-mode chokes used in electromagnetic interference applications, with the primary objective of enhancing EMI filter performance in electronic systems. By focusing on the parasitic capacitance that inherently affects these components, the study provides actionable insights and practical guidelines for engineers to improve the design and efficiency of EMI filters. Parasitic effects, particularly parasitic capacitance, can significantly degrade the performance of inductors and CMCs, especially at high frequencies. These unwanted effects can lead to reduced filtering efficiency and compliance issues in electronic devices. This work aims to understand these parasitic elements better and develop strategies to mitigate their adverse impacts. This work begins by examining ring-core inductors, crucial for high-frequency EMI applications. Through detailed analysis, it is shown that the permittivity of the core material and the configuration of the windings play a pivotal role in determining the level of parasitic capacitance. This finding is critical for designing inductors that perform optimally in high-frequency environments. In exploring common-mode chokes, this work likewise highlights how different winding strategies influence parasitic capacitance. Practical guidelines are provided for selecting core materials and designing winding configurations to minimize parasitic effects. Additionally, the study addresses the issue of asymmetries in CMCs, which can result from manufacturing variations or local losses of homogeneity in core material properties. The work introduces a novel method to account for these asymmetries in the modeling process, thus improving the accuracy of predictions and the effectiveness of the EMI filter’s component.
Diseño de un Sistema tolerante a Ciberataques mediante Control Predictivo Basado en Modelo
(2024) Gutiérrez de Ravé Serrano; Zafra Cabeza, Ascensión; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
La ciberseguridad se presenta como uno de los aspectos más importantes en la mayoría de los procesos informáticos de la actualidad, siendo la variedad de los ciberataques cada vez más extensa y compleja. Es por ello por lo que, la investigación y desarrollo de programas y algoritmos los cuales sean capaces de detectar estos ataques se ha convertido en un pilar fundamental y necesario para velar por la seguridad de todo aquel equipo, red o sistema que pueda ser objeto de este tipo de delincuencia. El objetivo de este proyecto es la simulación de ciberataques y comprobación del funcionamiento de métodos de detección que puedan ser eficaces para este tipo particular de actos ilícitos. Para ello se trabajará sobre una microrred experimental, la cual se encuentra ubicada en el Centro de Experimentación de El Arenosillo (CEDEA),[1]. A lo largo del documento se desarrollará toda la información necesaria para comprender el funcionamiento de una microrred y los conceptos básicos de los ciberataques. Posteriormente se detallarán los fundamentos teóricos de los métodos de detección y finalmente se realizarán las simulaciones de los ciberataques a distintos elementos de la microrred.
Análisis numérico del rebordeado de chapas de uso aeronáutico mediante conformado con goma de poliuretano
(2023) Correro Sojo, Rosana; Morales Palma, Domingo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
Actualmente, la técnica del rebordeado se utiliza de manera extendida en las industrias automotriz y aeroespacial con el propósito de agregar resistencia o brindar soporte en la unión de piezas de chapa metálica. Por tanto, es necesario llevar a cabo estudios exhaustivos para determinar la respuesta del material ante estos procesos de fabricación, lo que permite mantener un estricto control sobre posibles fallos. Siguiendo esta línea de investigación, este Trabajo se centrará en un estudio numérico para optimizar la conformabilidad de chapas de aleación de aluminio mediante el conformado con poliuretano. Se analizarán diferentes modelos realizados mediante un software de elementos finitos, determinando la relevancia de la geometría en el tipo de fallo y la viabilidad del proceso de fabricación.
Aplicación de la metodología MfM (Models for Manufacturing) para la fabricación de piezas aeronáuticas de chapa metálica
(2023) Roldán Reyes, Manuel; Morales Palma, Domingo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
La evolución de los productos aeronáuticos, cada vez con mayor número de componentes, mayores exigencias en los plazos de entrega y costes reducidos, llevan a las empresas a optar por sistemas de gestión cada vez más integrados. El futuro de la industria aeronáutica está ligado inevitablemente al desarrollo de tecnologías que favorezcan la digitalización y estandarización, como la Ingeniería de Sistemas Basada en Modelos (MBSE). En las dos últimas décadas, el uso de estructuras semánticas, como los modelos ontológicos, con el objetivo de mejorar los sistemas de información ha demostrado ser muy eficaz en el ámbito industrial. Models for Manufacturing (MfM) es una reciente metodología OBE (Ontology Based Engineering) para definir y reproducir datos, funciones y comportamientos de sistemas de fabricación complejos mediante modelos gráficos. Se trata de una metodología novedosa, aun en construcción, basada en herramientas agnósticas y que se estructura en una arquitectura de 3 capas independientes, siendo la principal la capa de ontología compuesta a su vez por 4 modelos: alcance, datos, comportamiento y semántico En este proyecto se aplica la metodología MfM para caracterizar el proceso de fabricación de piezas metálicas en dos modelos diferentes. Un primer modelo general, esto es, incluyendo las diferentes tecnologías de fabricación de piezas metálicas, del que únicamente se desarrolla el modelo de alcance de la capa de ontología; y otro más específico enfocado en el conformado de chapa metálica. En este último, se desarrollan los 4 modelos de la capa de ontología y además, se propone una estructura para realizar las capas de datos y de servicios en trabajos futuros. Para mejorar la comprensión del modelo, se muestran dos ejemplos prácticos para dos piezas fabricadas con los procesos de conformado de chapa más utilizados en la industria aeronáutica: plegado e hidroconformado. El objetivo del modelo es caracterizar el proceso de conformado, esto es, reconocer el proceso de fabricación más apropiado, y posteriormente definir las operaciones y recursos necesarios, partiendo del modelo CAD de la pieza. Además, el modelo se complementa con otras herramientas MfM ya existentes para el conformado de chapa.
E-sail attitude control with tether voltage modulation in non-symmetric operation
(2023) Valle Hernández, Antonio del; Pacheco Ramos, Guillermo; Vázquez Valenzuela, Rafael; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
La Vela Solar Eléctrica (E-sail) es una novedosa tecnología propulsiva sin propelente aplicable a vehículos espaciales, que genera el empuje necesario a partir de la interacción eléctrica entre cables (tethers) muy largos cargados eléctricamente y los iones del viento solar. Así pues, el presente trabajo aborda el problema de control de actitud de las E-sails, con el objectivo principal de ampliar el rango de validez de trabajos recientes ([1], [2]), que logran realizar maniobras de cabeceo manteniendo el eje de giro en una alineación próxima con el Sol, y considerando una deformación simétrica de los tethers. Para tal fin, en este proyecto se propone un modelo de deformación no simétrico, que permite a los tethers deformarse de forma independiente según la orientación relativa al Sol y el voltaje aplicado, tal y como sucedería en realidad. Esta propuesta es entonces analizada bajo control LQR para comprobar su rango de validez y estudiar la respuesta al control de la vela solar eléctrica, y, después, bajo control LQG para incluir la influencia de las perturbaciones y el ruido procedente de los sensores en el análisis.
Modelado y recreación virtual de un motor de vapor bicilíndrico para un barco de palas
(2023) Pérez-Carrasco Gómez, Álvaro; Valderrama Gual, Francisco Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
En el siguiente documento se aborda el modelado 3D y recreación virtual de un motor de vapor bicilíndrico para un barco de palas haciendo uso del software CATIA V5. Los motores de vapor comenzaron a extenderse a finales del siglo XVIII, siendo los medios de transporte los principales beneficiados de las continuas mejoras que empezaban a producirse. En este sentido, las embarcaciones dejaron de depender de vientos y mareas y comenzaron a estar movidas por máquinas térmicas, pudiendo realizar rutas más largas y con mayor mercancía. En particular, los barcos de palas fueron las primeras embarcaciones en estar propulsadas por motores de vapor, considerándose modelos de gran belleza y que aún son conservados para actividades turísticas en los ríos más icónicos de todo el mundo. El modelo desarrollado fue propuesto en un artículo de la revista Model Engineer en 1955 por Edgar T. Westbury. Dicho artículo, bajo el título de Power by paddles, planteaba la opción de instalar un motor de vapor adaptado a los tiempos para un barco de paletas con fines formativos. Aunque finalmente no llegó a ejecutarse, se pretende ahora recuperar el modelo inicialmente propuesto por Westbury, ejecutando su modelado y recreación virtual y llevando a cabo las guías generales de cómo sería su proceso de fabricación y montaje. A lo largo del mismo se detallarán las características del motor fruto de la revisión bibliográfica llevada a cabo y se hará uso de los módulos más representativos de CATIA V5 para realizar el modelado y ensamblaje de las piezas primero, y la simulación del proceso de fabricación y recreación virtual del mecanismo de funcionamiento después.
Diseño e implementación de un sistema de gestión de modelos basado en la metodología ARCADIA en una herramienta PLM. Aplicación a la gestión de instrucciones de trabajo
(2023) Gómez García, Elena; Racero Moreno, Jesús; Padillo Eguía, Andrés; Universidad de Sevilla. Departamento de Organización Industrial y Gestión de Empresas I
El modelado de sistemas de ingeniería ha cobrado una gran importancia en los últimos años y se ha generado la necesidad de que los proyectos de ingeniería se desarrollen basados en modelados con el objetivo de gestionar todo el conocimiento en un proyecto de ingeniería. La principal característica de Model Based System Engineering es que no fija técnicas a emplear con lo que ha permitido desarrollar metodologías de modelado tales como SysML o la metodología ARCADIA. Estas metodologías permiten describir los sistemas con un gran nivel de detalle desde la fase de requisitos hasta su diseño e implementación. Los modelos desarrollados en base a las metodologías deben ser gestionados, es decir, deben disponer de un entorno que permita gestionar el ciclo de vida de los modelos. Los sistemas PLM (Product Lifecycle Management) son una de las herramientas más utilizadas en la gestión de todo el ciclo de vida de los productos. Este trabajo fin de máster se centra en analizar, diseñar e implementar un sistema gestión de modelos mediante la customización de un sistema PLM. En el trabajo, se empleará la metodología ARCADIA para el modelado del proceso de creación de instrucciones de trabajo y, posteriormente, dicho modelado se gestiona a través de la herramienta PLM, Aras Innovator, previo una customización. Este proyecto se divide en dos grandes secciones. Por un lado, se tiene el diseño y modelado de una instrucción de trabajo bajo la metodología ARCADIA en base a la herramienta Capella y por el otro lado, la creación de una interfaz a través de la customización de Aras Innovator de manera que las partes interesadas puedan acceder al contenido de los modelos siguiendo una jerarquía determinada. Para llevar a cabo la primera parte es necesario introducir los conceptos de ingeniería de sistemas, lenguajes, modelos, metodologías, en concreto el MBSE, los sistemas PLM y las herramientas que se suelen usar dentro del sector aeronáutico tanto para la metodología MBSE como para los sistemas PLM, puesto que estos serán la base del proyecto. Además, es necesario proporcionar una instrucción de trabajo para su aplicación. En la segunda parte, se pretende que, aunque en este documento se haya usado ARCADIA-Capella, pueda hacerse extensible a cualquier tipo de modelo en cualquier herramienta y bajo cualquier metodología o lenguaje. Para ello, se relacionará cada componente de los metamodelos con un componente de la aplicación Aras Innovator y se desarrollará un código que permita la generación automática de los mismos.
Análisis comparativo de teorías para rotores en vuelo axial ascendente
(2023) Torres Capel, José Francisco; Valenzuela Romero, Alfonso; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica de Fluidos
En el estudio de las actuaciones de rotores en vuelo axial son muchas las teorías utilizadas para modelar el comportamiento de estos. Así, el presente trabajo se enfoca en el estudio del vuelo axial ascensional de un rotor de helicóptero, considerando diversas teorías que van desde las más sencillas a las más complejas. El desarrollo de las teorías se realizará de forma incremental en complejidad, comenzando con teorías muy básicas las cuales permiten comprender ideas generales del comportamiento del rotor. Estas teorías serán cruciales para etapas iniciales del desarrollo de un proyecto de diseño, donde únicamente valores rápidos y estimados son requeridos. A medida que se avanza en el desarrollo, se introducirán teorías más complejas, las cuales permiten un modelado local del problema, modelando fenomenología compleja y permitiendo valores de las variables de interés mucho más cercanos a los esperados en la realidad. Estos valores son necesarios cuando la precisión toma mayor importancia, especialmente en etapas más avanzadas del proceso de diseño. El aspecto clave de todo este desarrollo reside en la comparativa de las diferentes teorías a estudiar, identificando puntos fuertes y débiles de cada una de ellas, regímenes de aplicación, etc. De esta forma, dada la necesidad de realizar un dimensionado de un rotor en una situación particular, se tengan las herramientas necesarias para poder saber qué metodología ofrece mejores resultados, en precisión y tiempo de cálculo. Finalmente, se pretende realizar un estudio de detalle de la distribución de fuerzas generadas en las palas del rotor con la teoría más avanzada a modelar, donde podrán identificarse las zonas de mayor carga aerodinámica, así como la distribución de velocidades en el rotor de forma local.
Ensayos de caracterización mecánica de andamiajes vasculares bioimprimidos
(2023) Gallo Aguilar, Javier; Reina Romo, Esther; Blázquez Carmona, Pablo; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Fabricación
La ingeniería de tejidos, junto con la medicina regenerativa, han ganado mucha popularidad recientemente. Desde cartílago en pacientes, pequeñas arterias, injertos de piel y vejigas suplementarias, esta ciencia investiga y desarrolla alternativas terapéuticas basadas en la formulación de plataformas donde se producirá nuevo tejido. Uno de los avances más significativos puede ser en el ámbito de los tejidos cardiovasculares diseñados tridimensionalmente, los cuales se han mostrado muy prometedores para reemplazar las estructuras dañadas. Específicamente, los injertos vasculares de ingeniería tisular (TEVG) tienen el potencial de reemplazar los injertos biológicos y sintéticos. El interés de este trabajo reside en la caracterización mecánica de una serie de parches in vitro específicos para el paciente basados en una impresión 3D híbrida combinada con diferenciación de células del músculo liso vascular. Más concretamente, en el diseño y realización de ensayos de caracterización para comprender el comportamiento mecánico de dichos parches. Para ello, primero se ha establecido una metodología para el desarrollo de los ensayos de inflado, de manera que permita ser reproducidos de manera consistente y obtener resultados óptimos. Con esta metodología establecida, se han realizado las primeras pruebas. Paralelamente, se han ido realizando una serie de ajustes y modificaciones, tanto a la máquina de ensayo como a la propia metodología, con el fin de replicar los resultados y comportamientos esperados según el modelo teórico. Las modificaciones en el equipo se han llevado a cabo empleando CATIA V5 y tecnología de impresión 3D. Finalmente, y tras el ensayo de la totalidad de las probetas en nuestra disposición, se recogen los datos obtenidos y se introducen en Matlab, herramienta que permitirá estudiar estos resultados y disponerlos de forma que su interpretación sea sencilla. Se ha extraído de esta manera la expresión matemática de la curva de comportamiento teórica del parche, así como el intervalo de confianza, declarando una relación exponencial entre la presión a la que es sometido el parche y la deformación de este.
Análisis aerodinámico computacional en CFD y modelado completo en CATIA V5 R19 del avión caza Heinkel He 162 Volksjager
(2023) Ramos Pugnaire, Manuel Jesús; García Ruesgas, Laura; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Gráfica
Este trabajo es una continuación del Trabajo Fin de Grado, Recuperación del Patrimonio Histórico. Modelado en CATIA V5 R19 del avión caza Heinkel He 162 Volksjäger. En este caso, el alcance del trabajo va más allá del modelado del mismo. El objetivo es, tras haber completado los estudios ingenieriles superiores, aportar el matiz diferenciador entre la titulación de grado y el máster, aplicando los conocimientos adquiridos a partir de las futuras líneas de mejora que se establecieron en su momento cuando se completó el TFG previamente mencionado. El proyecto consta de dos grandes bloques de trabajo claramente diferenciados. En primer lugar, se completará el modelado del Heinkel He 162 Volksjäger con la creación de partes como el Cockpit o las escotillas, y se harán simulaciones de mecanismos completos. Por otro lado, se hará un estudio aerodinámico de la aeronave en Flow Simulation, un paquete de Soliworks, para obtener características de actuación de la aeronave como el techo de vuelo a la velocidad máxima operativa, características aerodinámicas en el techo de vuelo y la polar parabólica del avión.

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