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DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL EN LA RESOLUCION DE PROBLEMAS
PRÁCTICOS DE INGENIERÍA
William Vicente y Rodríguez
Febrero de 2011
Coordinación de Ingeniería de Procesos Industriales y Ambientales
DINAMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL
• Se basa fundamentalmente en la solución numérica de las ecuaciones de Navier-Stokes
•Permite resolver y analizar problemas que involucran flujos de fluidos
•Proporciona información completa y detallada de las variables del flujo
•Más económica que el trabajo experimental
ALTERNATIVAS DE SIMULACIÓN
• DNS (Simulación Numérica Directa) Solución de ecuaciones sin ninguna aproximación (costosa)
ALTERNATIVAS DE SIMULACIÓN
• RANS (Ecuaciones promediadas) Promedia escalas espaciales y temporales, de las fluctuaciones turbulentas Resuelve las ecuaciones de transporte en términos de variables medias del
sistema Uso extenso en casos prácticos industriales
ALTERNATIVAS DE SIMULACIÓN
• LES (Simulación de Grandes Escalas) Filtrado de escalas. Simulaciones tridimensionales y temporales
MODELO AERODINÁMICA
• Ecuaciones de conservación Eulerianas, promediado de Favre o Reynolds:
– Continuidad– Cantidad de movimiento– Magnitudes turbulentas (k, e, esfuerzos de Reynolds ...)– Especies químicas
Forma general
FASES EN LA CFD
LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
•CombustiónInyectores, quemadores, mezclas
•Hidráulica Ríos, lagos, estructuras hidráulicas
•TurbulenciaModelos turb., estructuras turb., estadística
•Contaminación de aire y aguaAmbiental, accidentes industriales
•Diseño de casasVentilación, incendios, diseño ecológico
•Transferencia de calorIntercambiadores de calor, convección natural/forzada
TRABAJOS REALIZADOS
INTERIOR DE PUERTA DE ESTUFA
Termografía (experimental)Simulación numérica
• Transferencia de calor en el interior de la puerta
MEZCLADOR PRIMARIO – ESTUFA DOMÉSTICA
Gas Butano
• Arrastre de aire para la combustión
Mejorar aprovechamiento del combustible
QUEMADOR DE ESTUFA DOMESTICA
Contornos de combustible
FLUJO EN ESTRUCTURAS HIDRÁULICAS
• Efecto de las estructuras
Experimento-Laboratorio
Simulación numérica
Rápido escalamiento
Esófago
TRANSPORTE PERISTÁLTICO
Campo de Velocidad
Marcador
Esófago
TRANSPORTE PERISTÁLTICO
INTERCAMBIADORES DE CALOR
Mejor aprovechamiento del calor residual
• Flujo en intercambiadores de calor compacto
FLUJO ALREDEDOR DE PRISMAS
Permite conocerLa interacción delfluido alrededor de cuerpo.
VibracionesFuerzas
FLUJO DE AIRE EN CASAS
El flujo de aire por ventilación, calentamiento/enfriamiento ambiental,gases de combustión (incendio) o explosionesse pueden realizar con este tipo de estudios
CONCLUSIONES
• Simula adecuadamente el flujo• Económica• Versatil – Geometría y Escala • Complementaria a la experimentación
Requiere de validación
LABORATORIO DE DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL
Grupo de investigación
Investigadores• Martin Salinas• William VicenteEstudiante Doctorado• Eliseo MartínezEstudiantes Maestría• Jonathan Sánchez• José Manuel Cubos• Christian Lagarza• Milton Álvarez• Erick Barrera• Marco de la LamaEstudiantes Licenciatura• Hugo Mendoza• Christian López