Transcript DINaMICADEFLUIDOS - Instituto de Ingeniería, UNAM

DINÁMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL
EN LA RESOLUCION DE PROBLEMAS
PRÁCTICOS DE INGENIERÍA
William Vicente y Rodríguez
Coordinación de Ingeniería de Procesos
Industriales y Ambientales
Febrero de 2011
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:
Forma general
–
–
–
–
Continuidad
Cantidad de movimiento
Magnitudes turbulentas (k, e, esfuerzos de Reynolds ...)
Especies químicas
FASES EN LA CFD
LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
•Combustión
Inyectores, quemadores, mezclas
•Hidráulica
Ríos, lagos, estructuras hidráulicas
•Turbulencia
Modelos turb., estructuras turb., estadística
•Contaminación de aire y agua
Ambiental, accidentes industriales
•Diseño de casas
Ventilación, incendios, diseño ecológico
•Transferencia de calor
Intercambiadores de calor, convección natural/forzada
TRABAJOS
REALIZADOS
INTERIOR DE PUERTA DE ESTUFA
• Transferencia de
calor en el interior de la puerta
Simulación numérica
Termografía (experimental)
MEZCLADOR PRIMARIO – ESTUFA DOMÉSTICA
• Arrastre de aire para la combustión
Gas Butano
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
TRANSPORTE PERISTÁLTICO
Esófago
Campo de
Velocidad
Marcador
TRANSPORTE PERISTÁLTICO
Esófago
INTERCAMBIADORES DE CALOR
• Flujo en intercambiadores de calor compacto
Mejor aprovechamiento del calor residual
FLUJO ALREDEDOR DE PRISMAS
Permite conocer
La interacción del
fluido alrededor de cuerpo.
Vibraciones
Fuerzas
FLUJO DE AIRE EN CASAS
El flujo de aire por ventilación,
calentamiento/enfriamiento ambiental,
gases de combustión (incendio) o explosiones
se 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 Vicente
Estudiante Doctorado
• Eliseo Martínez
Estudiantes Maestría
• Jonathan Sánchez
• José Manuel Cubos
• Christian Lagarza
• Milton Álvarez
• Erick Barrera
• Marco de la Lama
Estudiantes Licenciatura
• Hugo Mendoza
• Christian López