Universitat Politècnica de València (UPV)

Máster Universitario en Mecánica de Fluidos Computacional

Σε ορισμένους τομείς της βιομηχανίας όπως η αυτοκινητοβιομηχανία, η αεροδιαστημική, η ενέργεια, η χημεία, η πολιτική μηχανική... η λεπτομερής γνώση περίπλοκων φαινομένων που σχετίζονται με τη μεταφορά μάζας (μηχανική υγρών) και τη μεταφορά ενέργειας (θερμική διαχείριση, μετάδοση θερμότητας) είναι θεμελιώδης για το σχεδιασμό, την ανάπτυξη και βελτιστοποίηση συστημάτων που μπορούν να εφαρμοστούν σε προϊόντα αυτών των βιομηχανιών. Μερικά παραδείγματα εφαρμογών παρατίθενται παρακάτω:

• Αεροδιαστημική. Πιο αποτελεσματικά και λιγότερο ρυπογόνα αεροσκάφη. Βελτιστοποίηση συστήματος πρόωσης, βοηθητικών συστημάτων και εξαρτημάτων (APU, ECS, συστήματα ελέγχου πτήσης...), εξωτερική αεροδυναμική.
• Αυτοκίνητο. Προσαρμογή του στόλου στους μελλοντικούς κανονισμούς κατά της ρύπανσης. Ανάπτυξη νέων συστημάτων καύσης στο MCIA, υβριδισμός, μπαταρίες και θερμική διαχείριση, μετεπεξεργασία καυσαερίων.
• Ενέργεια. Βελτιστοποίηση ανεμογεννητριών, ηλιακών πάρκων, νέων συστημάτων παραγωγής ενέργειας (υδρογόνο).
• Πολιτικός Μηχανικός. Βελτιστοποίηση δομών.

Η γνώση και η έρευνα σε όλους αυτούς τους τομείς αντιπροσωπεύουν μια συμβολή στην εκπλήρωση των Στόχων Βιώσιμης Ανάπτυξης (SDGs), των οποίων η θεμελιώδης λειτουργία είναι η εξάλειψη της φτώχειας και η προστασία του πλανήτη.

Οι τεχνικές ανάλυσης αυτών των φαινομένων μπορεί να είναι πειραματικές ή θεωρητικές. Οι πειραματικές τεχνικές επιτρέπουν την άμεση γνώση των φαινομένων προσδιορίζοντας τις διαφορετικές μεταβλητές με τις αντίστοιχες τεχνικές μέτρησης σε φυσικά μοντέλα ή συστήματα κλίμακας που αντιπροσωπεύουν το πραγματικό σύστημα. Ωστόσο, ο όγκος των διαθέσιμων πληροφοριών μπορεί να είναι περιορισμένος και ανεπαρκής και, επιπλέον, το οικονομικό κόστος ορισμένων πειραματικών τεχνικών είναι πολύ υψηλό.

Από την άλλη πλευρά, τα θεωρητικά μοντέλα χρησιμοποιούν τις θεμελιώδεις εξισώσεις διατήρησης (μεταφορά, μάζα, ενέργεια, αναταράξεις...) για να προσδιορίσουν τις θερμορευστοδυναμικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ένα συγκεκριμένο σύστημα, μέσω μιας σειράς μεθόδων και αριθμητικών αλγορίθμων, που επιτρέπουν την αναπαραγωγή της συμπεριφοράς του εν λόγω συστήματος. Τα τελευταία χρόνια υπήρξαν μεγάλες προόδους στους υπολογιστές, οι οποίες με τη σειρά τους επέτρεψαν την εφαρμογή ολοένα και πιο περίπλοκων μοντέλων που μπορούν να αναπαράγουν πιστά τη συμπεριφορά των προαναφερθέντων συστημάτων χρησιμοποιώντας υπολογιστικές τεχνικές (Computational Fluid Dynamics, CFD).

Αυτό έχει προκαλέσει ένα αυξανόμενο ενδιαφέρον στη βιομηχανία για αυτές τις υπολογιστικές τεχνικές και επί του παρόντος ένα πολύ σημαντικό μέρος της έρευνας και ανάπτυξης που διεξάγεται τόσο σε πανεπιστημιακό επίπεδο όσο και στα αντίστοιχα τμήματα των διαφόρων βιομηχανιών επικεντρώνεται σε αυτές τις υπολογιστικές τεχνικές. Το γεγονός αυτό δικαιολογεί την αυξανόμενη ζήτηση για πτυχιούχους με ειδική κατάρτιση σε αυτόν τον τομέα γνώσης στους καθορισμένους τομείς του κλάδου.

Αν και σε ορισμένα πτυχία όπως το Πτυχίο Αεροδιαστημικής Μηχανικής (ETSID - UPV) καλύπτεται μέρος των βασικών γνώσεων (αριθμητικές μέθοδοι, μηχανική ρευστών, συμπιεστή ροή, φαινόμενα μεταφοράς μάζας και ενέργειας, βασικό CFD, αεροδυναμική...), είναι απαραίτητη η συμπληρωματική εκπαίδευση για να μπορέσουμε να αντιμετωπίσουμε τα προβλήματα που αναφέρονται παραπάνω με εγγυήσεις.