TEXTO

  • Upload
    qminti

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

txt

Citation preview

\cite{FS2007} El software usado en el presente trabajo, en este caso FLOW-3D, resuelve numricamente las ecuaciones descritas en las secciones anteriores utilizando aproximaciones de diferencias finitas (o volumen-finito). La regin de flujo se subdivide en una malla de celdas rectangulares fijas. Con cada celda existen valores medios locales asociadas de todas las variables dependientes. Como se explica en lo que sigue, todas las variables se encuentran en los centros de las clulas, excepto para las velocidades, que se encuentran en las caras de las celdas (arreglo de rejilla escalonada).\\Obstculos curvos, lmites de pared, u otras caractersticas geomtricas son incorporadas en la malla mediante la definicin de las reas y los volmenes fraccionales de las celdas que estn abiertos al flujo (el mtodo $FAVOR^{TM}$)\footnote{Fractional Area/Volume Obstacle Representation Method}.\\Para construir aproximaciones numricas discretas a las ecuaciones que gobiernan el flujo, los volmenes de control se definen en torno a cada ubicacin variable dependiente. Para cada volumen de control, flujo en la superficie, tensiones de superficie, y las fuerzas en un cuerpo pueden ser computado en trminos de valores de las variables circundante. Estas cantidades se combinan entonces para formar aproximaciones para las leyes de conservacin expresadas por las ecuaciones de movimiento.\\La mayora de los trminos en las ecuaciones se evalan utilizando los valores actuales de nivel de tiempo de las variables locales, es decir, de forma explcita, aunque existen varias opciones implcitas tambin. Esto produce un esquema computacional simple y eficiente para la mayora de propsitos, pero requiere el uso de un tamao de paso de tiempo limitado para mantener los resultados computacionalmente estables y precisos.\\Una excepcin importante a esta formulacin explcita es en el tratamiento de las fuerzas de presin. Las presiones y las velocidades son acopladas implcitamente mediante el uso de presiones de tiempo-avance en las ecuaciones de momento y velocidades de tiempo-avance en la masa (ecuacin de continuidad). Esta formulacin semi-implcita de las ecuaciones en diferencias finitas permite la solucin eficiente de baja velocidad y problemas de flujo incompresible. La formulacin semi-implcita, sin embargo, resulta un conjunto acoplados de ecuaciones que deben ser resueltos por una tcnica iterativa.\\En FLOW-3D, se proporcionan dos de estas tcnicas. El ms simple es un mtodo sucesiva sobre relajacin (SOR: Sucesive Over-Relaxation). En algunos casos, donde se requiere un mtodo de solucin ms implcita, una direccin alterna especial, mtodo de lnea implita (SADI: Special alternating-direction, lineimplicit method) est disponible. Como se describe ms adelante, la tcnica SADI se puede utilizar en uno, dos, o en las tres direcciones, dependiendo de las caractersticas del problema a resolver.\\El mtodo numrico bsico utilizado en FLOW-3D tiene una precisin formal que es de primer orden con respecto a los incrementos de tiempo y de espacio. Se han tomado precauciones especiales para mantener este grado de precisin, incluso cuando la malla de diferencias finitas no es uniforme. Opciones precisas de segundo orden tambin estn disponibles. En cualquier caso, las condiciones de frontera son, al menos, de primer orden exacto en todas las circunstancias. Por ejemplo, en clulas parcialmente ocupados por un obstculo, el mtodo $FAVOR^{TM}$ es equivalente a una interpolacin de primer orden de las condiciones de contorno dentro de la clula. Sin embargo, la aplicacin de las condiciones de contorno de transferencia de calor en las interfaces de fluido / obstculo es de segundo orden exacto con respecto al tamao de la celda.\\En las siguientes secciones de estas tcnicas numricas se hacen ms precisa a travs de ejemplos especficos de las aproximaciones en diferencias finitas y volumen de control utilizados en FLOW-3D.\\