Construcción Digital · Simulación CFD · AMCA 550
Optimización de louvers para certificación AMCA 550
AxonID utilizó Autodesk CFD para optimizar el perfil aerodinámico y el sistema de drenaje de los louvers de ES-METALS, validando digitalmente el comportamiento bajo lluvia impulsada antes de fabricar el espécimen destinado al ensayo físico.
0
Prototipos físicos fabricados durante las iteraciones digitales previas al espécimen de certificación.
110 mph
Velocidad máxima incluida en el protocolo de validación descrito para el proyecto.
<1%
Criterio de penetración de agua indicado en el caso para la aprobación AMCA 550.
Caso de estudio
Problema, intervención y resultado
El proyecto se estructuró alrededor de una necesidad medible, un flujo técnico verificable y resultados vinculados con el desempeño esperado.
Problema
Certificar un producto sin depender de ciclos repetidos de prueba y error
ES-METALS necesitaba certificar su línea de louvers bajo ANSI/AMCA 550 para acceder al mercado estadounidense, particularmente aplicaciones en zonas expuestas a huracanes. El enfoque físico convencional implicaba fabricar prototipos, ensayarlos, modificar perfiles de extrusión y repetir el ciclo hasta alcanzar el desempeño requerido.
Intervención
Simulación multifásica y optimización aerodinámica antes de fabricar
AxonID replicó digitalmente el protocolo descrito en el caso mediante Autodesk CFD, combinando flujo de aire turbulento y seguimiento lagrangiano de gotas. Se iteró la geometría de los álabes para equilibrar rechazo de agua, Free Area y caída de presión, mientras se desarrollaba un sistema de drenaje integrado al perfil de extrusión.
Resultado
Una sola fabricación física para llevar el diseño validado al laboratorio
Según la información del proyecto, el perfil final fue fabricado después de completar las iteraciones CFD y obtuvo la aprobación AMCA 550 en la corrida física de certificación. El resultado reportado fue penetración de agua inferior al 1% y un producto habilitado para comercialización en el mercado norteamericano objetivo.
Proceso
Del insumo inicial a la validación
Las etapas se adaptan al sector y al nivel de evidencia requerido, manteniendo trazabilidad sobre datos, modelos y decisiones.
01
Dominio CFD y geometría parametrizada
Se definió el dominio computacional de la cámara de prueba y se parametrizó la geometría del álabe para variar curvatura, espesor, inclinación y elementos de drenaje sin reconstruir el modelo en cada iteración.
02
Simulación multifásica de aire y lluvia
Se modeló la fase continua de aire y la fase dispersa de gotas mediante seguimiento lagrangiano, incluyendo una distribución de tamaños de gota y el comportamiento de la película de agua sobre la superficie del louver.
03
Optimización aerodinámica y del drenaje
Las iteraciones buscaron maximizar el Free Area y mantener una caída de presión favorable sin comprometer el rechazo de agua. En paralelo se evaluó la canalización y evacuación de agua integrada en el perfil de aluminio.
04
Validación del protocolo y certificación
El diseño final se evaluó digitalmente en las fases de velocidad descritas por el proyecto antes de fabricar el espécimen físico que posteriormente fue llevado al laboratorio para el ensayo de certificación.
Alcance técnico
Información y entregables del proyecto
Los formatos, tolerancias y documentos finales se confirman antes de iniciar para alinear el trabajo con los criterios de aceptación.
Entradas y validación
Alcance considerado
- Software de simulación: Autodesk CFD con planteamiento multifásico acoplado.
- Modelo de turbulencia indicado: k-ε para la fase continua de aire.
- Fase dispersa: seguimiento lagrangiano de gotas de lluvia mediante DPM.
- Distribución de gotas descrita mediante Marshall-Palmer, con diámetros de 0.5 a 5.5 mm.
- Interacción de gotas con superficie mediante modelo Wall-Film: adherencia, rebote, extensión y salpicadura.
- Velocidades evaluadas en el protocolo descrito: 35, 70, 90 y 110 mph.
- Intensidad de lluvia indicada: 8.8 in/hr, equivalente a 223.5 mm/h.
- Perfil diseñado para extrusión en aluminio 6063-T6 con drenaje integrado.
Salida del proyecto
Entregables
- Geometría parametrizada del perfil de louver para las iteraciones de diseño.
- Resultados CFD de velocidad, presión y comportamiento de gotas de lluvia.
- Evaluación del Free Area y del coeficiente de descarga como métricas de desempeño aerodinámico.
- Diseño del sistema de canaletas y evacuación de agua integrado al perfil.
- Validación digital de las fases del protocolo descrito antes de la fabricación física.
- Diseño final preparado para fabricación y ensayo de certificación.
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