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Evaluación y uso del Modelo
Descripción
Modelo D1.1 - PIV — Velocimetría por Imágenes de Partículas
El modelo se evalúa tanto en forma formal como empírica. La evaluación formal determina en qué medida la red lógica se basa en principios físicos o en relaciones matemáticas ajustadas a la realidad pero sin sustento causal, y en qué medida cada variable proviene de un principio general o de un ajuste específico a la operación observada. La evaluación empírica, en paralelo, corre experimentos o compara con datos medidos para validar que el modelo predice correctamente lo que va a ocurrir.
Tras estas validaciones —y con las incertidumbres y resguardos que corresponda mantener— el modelo puede usarse en simuladores que pronostican el comportamiento del sistema según la situación que se está estudiando.
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Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Siembra y fidelidad de trazadores
El fluido se siembra con partículas suficientemente pequeñas y livianas para seguir su movimiento sin alterarlo. La fidelidad del trazador condiciona que el desplazamiento observado represente el desplazamiento local del aire.
Grupo 2: Grupo 2: Iluminación láser y adquisición temporal
Un láser pulsado ilumina un plano en dos instantes próximos. La cámara registra las posiciones de los trazadores en ambas exposiciones y el intervalo temporal entre imágenes fija la escala temporal de la medición.
Grupo 3: Grupo 3: Correlación cruzada y desplazamiento
El plano se divide en ventanas de interrogación superpuestas. La correlación cruzada estima en cada ventana el desplazamiento más probable del patrón de partículas entre las dos imágenes.
Grupo 4: Grupo 4: Campo vectorial de velocidad
El desplazamiento local dividido por el intervalo entre pulsos produce un vector de velocidad. Repitiendo el cálculo sobre todas las ventanas se reconstruye el campo vectorial bidimensional del fluido alrededor del ala.
Grupo 5: Grupo 5: Vorticidad e identificación de vórtices
La diferenciación espacial del campo de velocidad entrega la vorticidad local. Regiones de vorticidad concentrada permiten identificar estructuras vorticales, incluido el vórtice de borde de ataque.
Grupo 6: Grupo 6: Circulación e intensidad vortical
La circulación se obtiene integrando el campo de velocidad alrededor de un contorno o, equivalentemente bajo las hipótesis apropiadas, integrando vorticidad sobre un área. Esta magnitud cuantifica la intensidad del vórtice.
Grupo 7: Grupo 7: Impulso vortical y fuerza aerodinámica
El método del impulso vortical usa la distribución de vorticidad y su momento espacial para estimar la fuerza aerodinámica total. La medición es no intrusiva y evita montar sensores mecánicos sobre el insecto.
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