Investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka han creado un modelo de simulación de fluidos impulsado por IA que reduce drásticamente el tiempo de cálculo y al mismo tiempo mantiene una alta precisión, lo que abre las puertas a avances en energía offshore y diseño marítimo.
Un equipo de investigadores de la Universidad Metropolitana de Osaka ha desarrollado un nuevo modelo de simulación de fluidos basado en aprendizaje automático que reduce drásticamente el tiempo de cálculo sin sacrificar la precisión. Este innovador enfoque promete avances significativos en la generación de energía marina, el diseño de buques y la monitorización oceánica en tiempo real.
Los métodos tradicionales de predicción del comportamiento de fluidos, cruciales para las industrias que dependen de la energía de las olas y las mareas, suelen requerir grandes recursos computacionales. Los métodos de partículas, una técnica común, simulan el comportamiento del flujo de fluidos, pero requieren una considerable potencia y tiempo de procesamiento. Al optimizar y acelerar estas simulaciones, los modelos sustitutos basados en IA están revolucionando la investigación en dinámica de fluidos.
Pero la IA tiene sus defectos.
“La IA puede ofrecer resultados excepcionales para problemas específicos, pero a menudo presenta dificultades cuando se aplica a condiciones diferentes”, dijo en un comunicado de prensa el autor principal, Takefumi Higaki, profesor adjunto de la Escuela de Posgrado de Ingeniería de la Universidad Metropolitana de Osaka.
Para superar estos desafíos, el equipo de investigación desarrolló un nuevo modelo sustituto mediante tecnología de aprendizaje profundo denominada redes neuronales de grafos. Compararon meticulosamente diversas condiciones de entrenamiento para identificar factores esenciales para cálculos de fluidos de alta precisión. El equipo también evaluó la adaptabilidad del modelo a diferentes velocidades de simulación, conocidas como tamaños de paso de tiempo, y a diversos tipos de movimientos de fluidos.
Los resultados fueron consistentes en una variedad de escenarios de fluidos.
“Nuestro modelo mantiene el mismo nivel de precisión que las simulaciones tradicionales basadas en partículas, en diversos escenarios de fluidos, al tiempo que reduce el tiempo de cálculo de aproximadamente 45 minutos a solo tres minutos”, agregó Higaki.
Este avance supone un avance significativo en la simulación de fluidos de alto rendimiento, ya que proporciona una solución escalable y generalizable que equilibra precisión y eficiencia. Sus implicaciones van más allá de la investigación teórica.
“Las simulaciones de fluidos más rápidas y precisas pueden suponer una aceleración significativa en el proceso de diseño de buques y sistemas de energía marina”, añadió Higaki. “También permiten el análisis del comportamiento de fluidos en tiempo real, lo que podría maximizar la eficiencia de los sistemas de energía oceánica”.
El estudio, publicado En Investigación Oceánica Aplicada, destaca el potencial transformador de esta tecnología, con la capacidad de agilizar los procesos de diseño marítimo y mejorar las capacidades de monitoreo oceánico en tiempo real, impulsando así innovaciones en sistemas de energía oceánica sostenibles.