Desarrollo de una aplicación basada en pso para la optimización del diseño de una bomba de pistones axiales con placa de soporte y desplazamiento fijo

Abstract

En este trabajo, se propuso un método de diseño asistido por computador, apoyado en una herramienta computacional creada por los autores, para la Optimización del Diseño de una Bomba de Pistones Axiales con Placa de Soporte y Desplazamiento Fijo. Dicha herramienta fue codificada en C++ y está compuesta por tres módulos interconectados: Optimizador, Simulador y Modelo de la bomba. El módulo Optimizador tiene a su disposición dos algoritmos de optimización: Enjambre de Partículas (PSO) y Algoritmos Genéticos (AG), ambas con soporte para Optimización Multi-Objetivo (MOO). El módulo Simulador está dotado de un método de solución de ecuaciones diferenciales i.e. Runge Kutta de cuarto orden. Finalmente el módulo del modelo de la bomba es el que contiene las ecuaciones y las consideraciones de diseño. Juntos, mediante una interfaz para facilitar el intercambio de información entre el usuario y la computadora, crean una aplicación muy potente capaz de asistir al ingeniero mecánico para el diseño y prototipado virtual de la Bomba de Pistones Axiales con Placa de Soporte. Para verificar la validez del método propuesto, se analiza un caso de estudio con la herramienta creada y se presentan los resultados obtenidos. Además se estudia la escalabilidad del modelo y la influencia del método de optimización como resultado de realizar 320 procesos de optimización variando los parámetros de entrada. El proyecto busca influir en la metodología de diseño de la bomba fomentando el cambio del método tradicional de prueba y error a un método asistido por computador que reduzca los costos, errores, el tiempo, y la necesidad de contar personal con larga experiencia en el diseño de bombas de pistones. Para así evaluar y proponer alternativas de diseño innovadoras.