L’evoluzione delle capacità progettuali, e conseguentemente la qualità dei prodotti, è strettamente legata alla crescita del livello tecnologico degli strumenti a supporto del progettista. Il grado di maturazione degli strumenti oggi disponibili è tale da permetterne, in alcuni casi, l’utilizzo in totale sostituzione delle verifiche sperimentali.

Il mondo dell’industria aerospaziale è sempre stato pioniere nella ricerca, nello sviluppo e nell’utilizzo di modelli matematici e strumenti numerici per costruire macchine sempre più sofisticate. L’evoluzione tecnologica di altri ambiti dell’ingegneria (automotive, navale, elettronica ecc..) è stata spesso connessa alla capacità di recepire metodologie nate in ambienti di ricerca aerospaziale. La possibilità di disporre di strumenti numerici CAE (Computer–Aided Engineering) è diventata un elemento essenziale per competere sul mercato. Investire nello sviluppo di metodi di progettazione è uno dei punti chiave per vincere questa competizione in tutti gli ambienti ad elevato contenuto tecnologico.

La filosofia di progettazione moderna prevede di andare oltre lo studio indipendente dei vari aspetti del design includendo nel processo di progettazione gli effetti delle mutue influenze derivanti dall’interazione di diversi fenomeni fisici (un esempio tipico è l’interazione fra l’aerodinamica e le deformazioni strutturali di un’ala). Storicamente tali aspetti venivano approcciati in modo indipendente delegando alla fase finale la verifica dell’effetto della loro interazione. La capacità di includere la valutazione di tali interazioni in fase di design rappresenta un salto di qualità dalle potenzialità notevoli.

Il passo successivo consiste nello sviluppo di una procedura che automatizza il processo di analisi multidisciplinare e lo include in un ambiente di ottimizzazione numerica. La figura seguente sintetizza, a titolo di edempio, lo schema di una procedura di ottimizzazione aerodinamica CFD–CSM (Computational Fluid Dynamic – Computational Structural Mechanics) che include gli effetti dell’interazione fluido–struttura.

Esempio di una procedura numerica di ottimizzazione aerostrutturale

Le strategie di progettazione basate sull’ottimizzazione numerica multidisciplinare rappresentano lo “stato dell’arte” nella progettazione ingegneristica in ambiente aerospaziale. Esse tuttavia determinano la necessita di coinvolgere nello stesso ambiente competenze e metodologie diverse. Il designer deve di conseguenza avere elevate competenze in tutte le discipline coinvolte (CAD, CFD, FEM, ottimizzazione numerica).

Lo studio Design Methods è specializzato nella creazione di strumenti di progettazione basati sull’integrazione di strumenti CAE in ambienti di ottimizzazione numerica multidisciplinare (mono e multi obbiettivo), nello sviluppo di procedure di accoppiamento di codici di calcolo, nella definizione di procedure di parametrizzazione delle geometrie e nell’individuazione di opportune strategie di ottimizzazione.