WO2008065213A2 - Métodos y sistemas de simulación térmica para el análisis del fuego en objetos - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to thermal simulation methods and systems for the analysis of fire in objects designed to resist the effect of fire and in particular in aeronautical structures.
- the engine and auxiliary power unit compartments are designated areas with respect to! fire. It is in these areas where flammable mixtures can be expected to occur as a result of any breakdown that causes losses or leaks and where there may be an explosive environment and consequently where they must be shown to be fireproof areas under different requirements: - Areas that must withstand the application of a flame and withstand the loads imposed by the design.
- An object of the present invention is to provide analytical methods and systems that allow the certification of compliance by an object such as the structure of a specific area of an aircraft with predetermined requirements regarding the effects of the application of a fire during a fire. preset time period.
- Another object of the present invention is to provide methods and systems to predict the temperature reached in an object such as the structure of a specific area of an airplane as a result of the application of a fire for a pre-established period of time and to provide information on its structural behavior
- Another object of the present invention is to provide methods and systems to simulate the effect of a standard flame on an object such as the structure of a specific area of an airplane of some requirements together with other relevant boundary conditions in the design of the aircraft such as high zone temperatures, initial operating temperatures, calculations for ventilation or heat transfer to other structures.
- these and other objects are achieved by providing a method for predicting the structural behavior of an object when a fire is applied for a preset period of time, comprising the following steps: - Preparation of a 3D Finite Element Model of said object, implemented in a computer, including its relevant thermal properties.
- the aforementioned objects are achieved by providing a system for predicting the structural behavior of an object when a fire is applied for a predetermined period of time, comprising:
- a calculation module implemented in a computer for obtaining the heat transfer coefficients of the object using said predictive information of the thermal effects within said object.
- An analytical module implemented in computer that, applying said heat transfer coefficients and other thermally relevant boundary conditions, allows the simulation of the application of a fire to said object and obtaining a thermal map of the object during said application of a fire.
- This invention relates to a computerized thermal analysis that is capable of reproducing the effect of a fire on, in particular, an area of an airplane, which introduces a new method for determining the effect of fire on the different structural areas of the aircraft.
- the fire environment is a complex heat transfer scenario.
- the main difficulty that must be faced in this type of simulation is the reproduction of a non-linear problem with a large number of factors that can influence the fine result!
- An important feature of this invention is that it provides the possibility of simulating the effects of fire in a complex heat transfer scenario that includes a non-linear problem with a large number of factors that can influence the final result.
- the simulation process is simplified with the determination of dependencies between variables and with the estimation of how these factors influence the final result. Additionally, each effect is implemented in the analysis using the most appropriate tool to achieve the best simulation.
- Another important feature of this invention is the way to combine different calculation methodologies and different properties of matter! to be able to reproduce the rea behavior! on the object
- An advantage of the present invention is that it provides the ability to handle a large number of design solutions of an airplane structure by analytically testing its behavior in fire conditions in a much easier way than doing the physical tests of the prior art.
- Another advantage of this invention is that it allows a reduction in time and cost savings in the design process of an airplane structure.
- Figure 1 shows an FEM mesh of an object analyzed according to the present invention.
- Figure 2 shows a FEM Thermal Model of an object analyzed following the present invention, meshed and ready for the application of boundary conditions.
- Figure 3 shows a graph of air flow velocity within an object analyzed according to the present invention.
- Figure 4 shows a graph of the temperature and the trace of the flame within the object analyzed according to the present invention.
- Figures 5 and 6 show flow charts illustrating the calculation of heat transfer coefficients according to the present invention.
- Figure 7 shows an interface of a computer tool for establishing thermal boundary conditions to the object analyzed following the present invention.
- Figure 8 shows a simulation of the trace of the flame by environmental zones of the object analyzed following the present invention.
- Figure 8 shows a temperature map of the structure tested following the present invention.
- Model Preparation a) The preparation of a Finite Element Model (EMF) comprises the following steps. a1) Import of the structural geometry of the area of the airplane to be analyzed.
- the flame must be part of the model.
- the size of the flame, its temperature and the distance to the structure are defined in the applicable regulations (eg ISO 2685 "Aircraft Environmental Test Procedure for Airborne Equipment Resistance to Fire in Designated Fire Zones", FAA AC 20-135 " Power-Plant Installation and Propulsion System components Fire protection Test Methods, Standards and Criteria ").
- CFRP Plastic Reinforced Carbon Fiber
- the mentioned properties can be entered as constant values or as variables dependent on time or temperature.
- FIG. 2 illustrates the final FEM Thermal Model.
- FVM 2D Finite Volume Models
- the next step is to calculate the parameters for the heat transfer coefficients of each of the elements involved.
- the heat convection coefficients are dependent on the surface temperature, the surrounding ambient temperature and the fluid velocity around the structural element.
- the calculation (considering only the effect of conduction and convection) is carried out in an iterative process illustrated in Figures 5 and 6.
- a FLUENT simulation is carried out with the first expected coefficients based on the expected temperatures for the structural element, for the ambient temperature and assuming a forced or natural convection due to the presence of a given speed around the structure. This first speed (if there is one) is obtained by means of a FLUENT calculation. Once these coefficients have been introduced (see Fig. 7) the thermal analysis is carried out. Secondly (see Fig. 6) an iterative process is carried out using the NASTRAN-PASTRAN tool. Its main steps are as follows:
- the result of this step is the heat transfer coefficients for the complete model. These coefficients can be constant over time in the simulation or be time dependent.
- Radiation The effect of the radiation is introduced between the structural elements and between the flame and the structure.
- F ⁇ ⁇ A i coefficient of vision factor between Sas radiation surfaces.
- A area of the radiation surface.
- T1, T2 absolute radiation temperatures of surfaces 1 and 2 respectively.
- the Vision Factors must be calculated and are a function of: - The relative position of the heat source (the standard flame)
- the next step is the application of thermal boundary conditions and thermal effects as follows.
- Conductivity There is no particular work to be carried out other than thermal meshing and material properties to be able to simulate heat transfer by conductivity between the different structural elements.
- the thermal conduction process only requires that the elements involved be in contact in the generated mesh model.
- Environmental thermal characteristics A prediction of the ambient temperature around the structure and other thermal effects such as radiation, solar flow ... that have an impact on the temperature of the structure is introduced into the model.
- Thermal effects of the flame The effect of the flame is simulated by applying: - Convection between the heat source and the ambient air bordering the area affected by the flame.
- the convection is established between the different structural parts and between the flame and the surroundings of the structures, using the environmental zones mentioned above.
- the vision factors and the environmental zones are implemented in the radiation between parts of the structures and between the flame and the surroundings of the structures. Before carrying out the final thermal analysis, it must be validated that the flame meets the requirements of the applicable regulations. These requirements are oriented towards two main aspects:
- the flame is 1100 ⁇ 80 ° C. This is achieved in the models keeping the simulated flame at a constant temperature. -
- the density of the heat flux to the structure for a given condition must be 116 + 10 kW / m2. To validate this hypothesis, the heat transfer to the structure is calculated with an initial temperature of 2O 0 C and with the thermal coefficients calculated for this scenario.
- the thermal convection coefficients to be used are those determined in the previous steps.
- the final result of the simulation is a thermal map of the structure over time (see Fig. 9).
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Description
MÉTODOS Y SISTEMAS DE SIMULACIÓN TÉRMICA PARA EL ANÁLISIS DEL FUEGO EN OBJETOS
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a métodos y sistemas de simulación térmica para el análisis del fuego en objetos diseñados para resistir el efecto del fuego y en particular en estructuras aeronáuticas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El cumplimiento de los requerimientos relativos al efecto del fuego en el avión es uno de los elementos necesarios para obtener Ia certificación del avión.
En un avión hay un cierto número de zonas designadas respecto al fuego que deben ser capaces de resistir el efecto de un fuego aplicado durante un determinado período de tiempo establecido en función de los requerimientos correspondientes a Ia categoría de Ia zona, sin que se produzca un efecto perjudicial en sus prestaciones más allá de un margen preestablecido.
Las diferentes categorías establecidas en relación con Ia resistencia al fuego son las siguientes:
- Áreas sin requerimientos de resistencia ai efecto del fuego. - Áreas de resistencia al fuego. Las zonas afectadas por esta clasificación deben ser capaces de resistir el efecto de una llama estándar durante 5 minutos.
- Áreas a prueba de fuego. Las zonas afectadas por esta clasificación deben ser capaces de resistir el efecto de una llama estándar durante 15 minutos.
En términos generales, los compartimentos del motor y de Ia unidad de potencia auxiliar son zonas designadas respecto a! fuego. Es en estas áreas
donde puede esperarse que se produzcan mezclas inflamables como consecuencia de alguna avería que cause pérdidas o escapes y donde puede haber un entorno explosivo y en consecuencia donde debe demostrarse que son zonas a prueba de fuego bajo distintos requerimientos: - Áreas que deben resistir Ia aplicación de una llama y soportar las cargas impuestas por el diseño.
- Áreas que deben resistir Ia aplicación de una llama sin que exista penetración de Ia llama.
El cumplimiento de esos requisitos se ha demostrado típicamente mediante ensayos físicos.
Este procedimiento es muy costoso y Ia presente invención está orientada a Ia solución de ese inconveniente.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Un objeto de Ia presente invención es proporcionar métodos y sistemas analíticos que permitan Ia certificación del cumplimiento por parte de un objeto tal como Ia estructura de una zona específica de un avión de unos requerimientos predeterminados respecto a los efectos de Ia aplicación de un fuego durante un período de tiempo preestablecido.
Otro objeto de Ia presente invención es proporcionar métodos y sistemas para predecir Ia temperatura alcanzada en un objeto tal como Ia estructura de una zona específica de un avión como consecuencia de Ia aplicación de un fuego durante un período de tiempo preestablecido y para proporcionar información sobre su comportamiento estructural.
Otro objeto de Ia presente invención es proporcionar métodos y sistemas para simular el efecto de una llama estándar en un objeto tal como Ia estructura de una zona específica de un avión de unos requerimientos junto con otras condiciones de contorno relevantes en el diseño del avión tales como temperaturas zonales elevadas, temperaturas operativas iniciales, cálculos para Ia ventilación o Ia transferencia de calor a otras estructuras.
En un aspecto, estos y otros objetos se consiguen proporcionando un método para predecir el comportamiento estructural de un objeto cuando se Ie aplica un fuego durante un período preestablecido de tiempo, que comprende los siguientes pasos: - Preparación de un Modelo de Elementos Finitos 3D de dicho objeto, implementado en ordenador, incluyendo sus propiedades térmicas relevantes.
- Preparación de un Modelo de Volumen Finito 2D implementado en ordenador para Ia simulación de un fuego dentro de dicho objeto y Ia obtención de información predictiva de sus efectos térmicos. - Obtención de los coeficientes de transferencia de calor del objeto usando dicha información predictiva de los efectos térmicos dentro de dicho objeto.
- Aplicación de dichos coeficientes de transferencia de calor y otras condiciones de contorno relevantes térmicamente a dicho Modelo de Elementos Finitos 3D, simulación de Ia aplicación de un fuego a dicho objeto y obtención de un mapa térmico del objeto durante dicha aplicación de un fuego.
En otro aspecto, los objetos mencionados anteriormente se consiguen proporcionando un sistema para predecir el comportamiento estructural de un objeto cuando se Ie aplica un fuego durante un período preestablecido de tiempo, que comprende:
- Un Modelo de Elementos Finitos 3D de dicho objeto, implementado en ordenador, incluyendo sus propiedades térmicas relevantes.
- Un Modelo de Volumen Finito 2D implementado en ordenador para Ia simulación de un fuego dentro de dicho objeto y Ia obtención de información predictiva de sus efectos térmicos.
- Un módulo de cálculo implementado en ordenador para Ia obtención de los coeficientes de transferencia de calor del objeto usando dicha información predictiva de los efectos térmicos dentro de dicho objeto.
- Un módulo analítico implementado en ordenador que, aplicando dichos coeficientes de transferencia de calor y otras condiciones de contorno relevantes térmicamente, permite Ia simulación de Ia aplicación de un fuego a
dicho objeto y Ia obtención de un mapa térmico del objeto durante dicha aplicación de un fuego.
Esta invención se refiere a un análisis térmico informatizado que es capaz de reproducir el efecto de un fuego sobre, particularmente, una zona de un avión, que introduce un nuevo procedimiento para determinar el efecto del fuego sobre las diferentes zonas estructurales del avión.
El entorno del fuego es un escenario complejo de transferencia de calor. La principal dificultad a Ia que hay que hacer frente en este tipo de simulaciones es Ia reproducción de un problema no-lineal con una gran cantidad de factores que pueden tener influencia en el resultado fina!.
Debido a las circunstancias que acabamos de mencionar, los efectos del fuego no se vienen simulando y el comportamiento estructural en estas condiciones se viene estudiando mediante ensayos.
Una característica importante de este invención es que proporciona Ia posibilidad de simular los efectos del fuego en un escenario complejo de transferencia de calor que incluye un problema no-lineal con una gran cantidad de factores que pueden tener influencia en el resultado final. El proceso de simulación se simplifica con Ia determinación de dependencias entre variables y con Ia estimación de cómo influyen dichos factores en el resultado final. Adicionalmente cada efecto se implementa en el análisis utilizando Ia herramienta más apropiada para lograr Ia mejor simulación.
Otra característica importante de esta invención es Ia manera de combinar diferentes metodologías de cálculo y diferentes propiedades del materia! para ser capaz de reproducir el comportamiento rea! en el objeto. Una ventaja de Ia presente invención es que proporciona Ia capacidad de manejar un gran número de soluciones de diseño de una estructura de un avión al ensayar analíticamente su comportamiento en condiciones de fuego de una manera mucho más fácil que haciendo los ensayos físicos de Ia técnica anterior. Otra ventaja de esta invención es que permite una reducción de tiempo y un ahorro de costes en el procedimiento de diseño de una estructura de avión.
Otras características y ventajas de Ia presente invención se harán evidentes de Ia siguiente descripción detallada de las realizaciones, ilustrativas de su objeto, junto con las figuras adjuntas.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 muestra un mallado FEM de un objeto analizado siguiendo Ia presente invención.
La Figura 2 muestra un Modelo Térmico FEM de un objeto analizado siguiendo Ia presente invención, mallado y listo para Ia aplicación de las condiciones de contorno.
La Figura 3 muestra un gráfico de velocidad de flujo de aire dentro de un objeto analizado siguiendo Ia presente invención.
La Figura 4 muestra un gráfico de Ia temperatura y Ia traza de Ia llama dentro objeto analizado siguiendo Ia presente invención.
Las Figuras 5 y 6 muestran diagramas de flujo ilustrando el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor según Ia presente invención.
La Figura 7 muestra una interfaz de una herramienta informática para establecer condiciones térmicas de contorno al objeto analizado siguiendo Ia presente invención.
La Figura 8 muestra una simulación de Ia traza de Ia llama por zonas ambientales del objeto analizado siguiendo Ia presente invención.
La Figura 8 muestra un mapa de temperaturas de Ia estructura ensayada siguiendo Ia presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Seguidamente describiremos una realización de un método siguiendo Ia presente invención para llevar a cabo el análisis de fuego del compartimento de Ia Unidad de Potencia Auxiliar de un avión que comprende las siguiente fases: Preparación de Modelos, Cálculo y Simulación y Análisis.
I. Preparación de Modelos a) La preparación de un Modelo de Elementos Finitos (FEM) comprende los siguientes pasos. a1) Importación de Ia geometría estructural del área del avión que va a ser analizada.
Este proceso usa directamente los modelos CATIA o IRIS usados durante el diseño del avión. La geometría se importa directamente en un sistema informático dotado del paquete de software NASTRAN-PASTRAN
(una herramienta estándar para modelos de elementos finitos) para ser usada en el análisis de Ia simulación del fuego.
La llama debe ser parte del modelo. El tamaño de Ia llama, su temperatura y Ia distancia a Ia estructura se definen en Ia normativa aplicable (p. ej. ISO 2685 "Aircraft Environmental Test Procedure for Airborne Equipment Resistance to Fire in Designated Fire Zones", FAA AC 20-135 "Power-Plant Installation and Propulsión System components Fire protection Test Methods, Standards and Criteria"). a2) Generación del mallado térmico de Ia geometría estructural. Una vez que se ha importado Ia geometría se genera el mallado térmico (ver Fig. 1). Este mallado incluye: - Elementos 2D1 este tipo se mallado puede usarse para elementos estructurales que no tienen una variación de sus propiedades térmicas en sus diferentes ejes.
- Elementos 3D que pueden ser usados en todas las zonas estructurales. Sin embargo, es obligatorio usarlos para ¡os elementos que tienen diferentes propiedades térmicas en sus diferentes ejes. La Fibra de Carbono Reforzada con Plástico (CFRP), habitual en estructuras aeronáuticas se modela teniendo en cuenta su espesor real para considerar el comportamiento ortotrópico de los laminados de fibra de carbono. a3) Introducción de las propiedades del material para cada elemento estructural.
El análisis requiere que se introduzcan las siguientes propiedades del material:
- Densidad del material (p).
- Conductividad del material (k). En algunos materiales esta propiedad depende de los ejes de orientación del elemento.
- Calor Específico del material (Cp).
Las propiedades mencionadas pueden introducirse como valores constantes o como variables dependientes del tiempo o Ia temperatura.
La Figura 2 lustral el Modelo Térmico FEM final. b) La preparación de los Modelos 2D de Volumen Finito (FVM) se lleva a cabo en un sistema informático dotado del paquete de software FLUENT (un paquete de software de cálculos de dinámica de fluidos para simular problemas de flujo de fluidos).
II. Cálculo Se lleva a cabo un análisis preliminar de simulación usando dicho FVM y calculándolo con CDF-Fluent para determinar Ia posible evolución y movimiento de Ia llama y del aire ambiental calentado por ella (ver Figs. 3 y 4).
Este estudio preliminar tiene en cuenta los requisitos de ISO 2685 y AC 20-135 para el modelado de Ia llama. La información obtenida a partir de los resultados de este análisis preliminar es Ia siguiente:
- La identificación de diferentes zonas ambientales dentro del modelo.
- La identificación de diferentes zonas ambientales dentro de las cavidades formadas entre las partes estructurales del modelo. - La predicción del movimiento de aire (si existe).
- La predicción de Ia posible traza de Ia llama en las partes estructurales. El siguiente paso es calcular los parámetros para los coeficientes de transferencia de calor de cada uno de los elementos involucrados.
Los coeficientes de convección de calor son dependientes de Ia temperatura de Ia superficie, Ia temperatura ambiental en los alrededores y Ia velocidad de fluido en torno al elemento estructural. El cálculo (considerando
solamente el efecto de Ia conducción y Ia convección) se lleva a cabo en un proceso iterativo ilustrado en las Figuras 5 y 6.
En primer lugar (ver Fig. 5) se lleva a cabo una simulación FLUENT con unos primeros coeficientes previstos basados en las temperaturas previstas para el elemento estructural, para Ia temperatura ambiente y asumiendo una convección forzada o natural debida a Ia presencia de una velocidad dada en torno a Ia estructura. Esta primera velocidad (si Ia hay) se obtiene mediante un cálculo FLUENT. Una vez que se han introducido estos coeficientes (ver Fig. 7) se lleva a cabo el análisis térmico. En segundo lugar (ver Fig. 6) se lleva a cabo un proceso iterativo usando Ia herramienta NASTRAN-PASTRAN. Sus pasos principales son los siguientes:
- Establecimiento de unas temperaturas previstas iniciales Ti para las estructuras de acuerdo con los resultados de los mencionados análisis preliminares de simulación: Traza de Llama y Zonas Ambientales (ver Fig. 8).
- Calculo de los coeficientes de transferencia de calor a partir de dichas temperaturas previstas iniciales Ti, de Ia temperatura ambiente y de Ia geometría, usando fórmulas teóricas.
- Obtención de las temperaturas finales Tf. Si las temperaturas iniciales Ti y las finales Tf no difieren más de un
±10% se termina el proceso para el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor.
El resultado de este paso son los coeficientes de transferencia de calor para el modelo completo. Estos coeficientes pueden ser constantes a largo del tiempo en Ia simulación o ser dependientes del tiempo.
Radiación. El efecto de Ia radiación se introduce entre los elementos estructurales y entre Ia llama y Ia estructura.
La tasa de transferencia de calor debida a los efectos de Ia radiación se obtiene mediante Ia siguiente fórmula:
σ: constante de Stefan-Boltzman.
F Λ ~Ai : coeficiente de factor de visión entre Sas superficies de radiación.
A: área de Ia superficie de radiación.
T1 , T2: temperaturas absolutas de radiación de las superficies 1 y 2 respectivamente.
Los Factores de Visión deben calcularse y son una función de: - La posición relativa de Ia fuente de calor (Ia llama estándar)
- La geometría y dimensiones del objeto. III. Simulación y análisis
El siguiente paso es Ia aplicación de las condiciones térmicas de contorno y los efectos térmicos como sigue. Conductividad. No hay ningún trabajo particular a llevar a cabo distinto del mallado térmico y de las propiedades del material para ser capaz de simular Ia transferencia de calor por conductividad entre los diferentes elementos estructurales. El proceso de conducción térmica solo requiere que los elementos involucrados estén en contacto en el modelo mallado generado. Características térmicas ambientales. Se introduce en el modelo una predicción de Ia temperatura ambiente en los alrededores de Ia estructura y otros efectos térmicos como radiación, flujo solar .... que tengan impacto en Ia temperatura de Ia estructura.
Efectos térmicos de Ia llama. El efecto de Ia llama se simula aplicando: - Convección entre Ia fuente de calor y el aire ambiental bordeando Ia zona afectada por Ia llama.
- Radiación entre Ia fuente de calor y las zonas internas que están afectadas por Ia llama.
Convección. Se establece Ia convección entre las distintas partes estructurales y entre Ia llama y los alrededores de las estructuras, usando las zonas ambientales mencionadas anteriormente.
Radiación. Los factores de visión y las zonas ambientales se implementan en Ia radiación entre partes de las estructuras y entre Ia llama y los alrededores de las estructuras. Antes de llevar a Ia cabo el análisis térmico final debe validarse que Ia llama cumple los requisitos de Ia normativa aplicable.
Estos requisitos están orientados hacia dos aspectos principales:
- Temperatura de Ia llama. La normativa impone que Ia temperatura de
Ia llama sea de 1100±80°C. Esto se consigue en los modelos manteniendo Ia llama simulada a una temperatura constante. - La densidad del flujo de calor a Ia estructura para una condiciones dadas debe ser de 116+10 kW/m2. Para validar está hipótesis, se calcula Ia transferencia de calor a Ia estructura con un temperatura inicial de 2O0C y con los coeficientes térmicos calculados para este escenario.
Una vez que se han llevado a cabo los pasos anteriores, se lleva a cabo el análisis teniendo en cuenta, entre otras, las siguientes consideraciones:
- Los coeficientes térmicos de convección a ser usados son los determinados en los pasos anteriores.
- Debe ser tenida en cuenta Ia máxima temperatura que puede ser soportada por los diferentes materiales incluidos en el modelo. Si esta temperatura máxima se alcanza el elemento debe ser eliminado del modelo.
- Debe tenerse un cuidado especial con el material compuesto porque este elemento está formado con diferentes capas de material. Estas capas deben ser progresivamente eliminadas del modelo cuando Ia temperatura se incrementa de acuerdo con los datos del material obtenidos antes de llevar a cabo el análisis.
El resultado final de Ia simulación es un mapa térmico de Ia estructura a Io largo del tiempo (ver Fig. 9).
Se pueden introducir en Ia realización preferida que hemos descrito aquellas modificaciones que estén comprendidas en el ámbito de las reivindicaciones siguientes.
Claims
1.- Un método para predecir el comportamiento estructural de un objeto cuando se Ie aplica un fuego durante un período preestablecido de tiempo, caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) Preparación de un Modelo de Elementos Finitos 3D de dicho objeto, implementado en ordenador, incluyendo sus propiedades térmicas relevantes; b) Preparación de un Modelo de Volumen Finito 2D implementado en ordenador para Ia simulación de un fuego dentro de dicho objeto y Ia obtención de información predictiva de sus efectos térmicos; c) Obtención de los coeficientes de transferencia de calor del objeto usando dicha información predictiva de los efectos térmicos dentro de dicho objeto; d) Aplicación de dichos coeficientes de transferencia de calor y otras condiciones de contorno relevantes térmicamente a dicho Modelo de
Elementos Finitos 3D, simulación de Ia aplicación de un fuego a dicho objeto y obtención de un mapa térmico del objeto durante dicha aplicación de un fuego.
2. Un método según Ia reivindicación 1 caracterizado porque dicha información predictiva de los efectos térmicos dentro de dicho objeto incluye información relativa a Ia traza de Ia llama, a las diferentes zonas ambientales y a las temperaturas.
3. Un método según Ia reivindicación 2 caracterizado porque Ia obtención de los coeficientes de transferencia de calor se lleva a cabo en dos pasos: un primer paso en el que se obtienen unas primeras previsiones de los coeficientes de transferencia de calor usando dicho Modelo de Volumen Finito 2D implementado en ordenador y un segundo paso en el que se obtienen las previsiones finales de los coeficientes de transferencia de calor usando dicho Modelo de Elementos Finitos 3D.
4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el objeto es una estructura de un avión.
5. Un método según Ia reivindicación 4, caracterizado porque el objeto es el compartimento de una unidad de potencia auxiliar.
6. Un sistema para predecir el comportamiento estructural de un objeto cuando se Ie aplica un fuego durante un período preestablecido de tiempo, caracterizado porque comprende: a) Un Modelo de Elementos Finitos 3D de dicho objeto, implementado en ordenador, incluyendo sus propiedades térmicas relevantes; b) Un Modelo de Volumen Finito 2D implementado en ordenador para Ia simulación de un fuego dentro de dicho objeto y Ia obtención de información predictiva de sus efectos térmicos; c) Un módulo de cálculo implementado en ordenador para Ia obtención de los coeficientes de transferencia de calor del objeto usando dicha información predictiva de los efectos térmicos dentro de dicho objeto; d) Un módulo analítico implementado en ordenador que, aplicando dichos coeficientes de transferencia de calor y otras condiciones de contorno relevantes térmicamente, permite Ia simulación de Ia aplicación de un fuego a dicho objeto y Ia obtención de un mapa térmico del objeto durante dicha aplicación de un fuego.
7. Un sistema según Ia reivindicación 8 caracterizado porque dicha información predictiva de los efectos térmicos dentro de dicho objeto incluye información relativa a Ia traza de Ia llama, a las diferentes zonas ambientales y a las temperaturas.
8. Un sistema según Ia reivindicación 7 caracterizado porque Ia obtención de los coeficientes de transferencia de calor se lleva a cabo en dos pasos: un primer paso en el que se obtienen unas primeras previsiones de los coeficientes de transferencia de calor usando dicho Modelo de Volumen Finito 2D implementado en ordenador y un segundo paso en el que se obtienen las previsiones finales de los coeficientes de transferencia de calor usando dicho Modelo de Elementos Finitos 3D.
9. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 6-8, caracterizado porque el objeto es una estructura de un avión.
10. Un sistema según Ia reivindicación 9, caracterizado porque el objeto es el compartimento de una unidad de potencia auxiliar.
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