Así funciona la simulación aerodinámica para la resolución de problemas

El planeta está cubierto de aire. Un elemento invisible y vital para la existencia. Es muy ligero, pero tiene la fuerza suficiente para generar energía gratuita que hace funcionar varias industrias y mover enormes construcciones, además de crear fenómenos meteorológicos como los tornados. Por ello, para la ciencia y la ingeniería, se ha establecido como un continuo elemento de estudio y aplicación para empresas de distintas ramas. ​ 

Muchas preguntas se han planteado en torno del aire, su flujo y las formas de aprovecharlo en beneficio humano. Algunas de ellas parecen tomadas de la ficción y otras más, basadas en situaciones más reales. Por ejemplo, mucha gente asocia un tornado con casas flotando y vacas suspendidas en el aire; frente a esto, ha surgido la duda de: ¿Realmente un tornado puede levantar a un animal que, en su etapa adulta, generalmente pesa alrededor de 590 kilos?

Para tratar de resolver esto, no es posible hacer un experimento real con una vaca en un tornado; sin embargo, las herramientas de simulación computarizada, como el Virtual Wind Tunnel de Altair HyperWorks hacen posible la aplicación de propiedades aerodinámicas para optimizar todo tipo de diseños y objetos que van desde automóviles y camiones, hasta bicicletas y cascos de carreras e incluso modelos arquitectónicos de rascacielos, así como recrear escenarios como el que aquí describimos.

Siguiendo con la teoría de la vaca voladora, se realizó una prueba simplificada colocando un modelo generado por computadora de una vaca en el Virtual Wind Tunnel para simular la reacción a los vientos con fuerza de tornado. Poniendo a la vaca virtual en un túnel de viento con una velocidad de entrada de 300 mph desde una sola dirección, la vaca produjo solamente 88 kilos de levantamiento, cantidad mucho menor que la necesaria para enviar a volar un animal de 590 kilos. 

En otra prueba con el viento soplando a una velocidad constante, la vaca produjo 201 kilos de arrastre. Esta cantidad de fuerza podría hacer que la vaca pierda el equilibrio, pero no es suficiente para levantarla del piso y elevarla por los aires.

Sin embargo, este fenómeno meteorológico es complejo en términos de dirección y velocidad del viento, por lo que la simulación básica de ráfagas de viento en una sola dirección constante, no es suficiente para llegar a una conclusión definitiva. Se necesitan análisis de Dinámica de Fluidos, como las que provee AcuSolve de Altair, para modelar el comportamiento y hacer coincidir los efectos observados en el mundo real. 

La tecnología de simulación aerodinámica tiene también muchas aplicaciones para la industria del clima y el ambiente. Como muestra, los principales centros meteorológicos utilizan soluciones de Altair para mantener la informática de alto rendimiento funcionando de manera confiable y eficiente en situaciones donde el tiempo es un factor crítico.