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On the Influences of Air Bubbles on Water Flow in a Two-Dimensional ChannelInfluencia de las burbujas de aire en el flujo de agua en un canal bidimensional

Resumen

Como tendencia inevitable para el desarrollo sostenible de la economa mundial, el ahorro de energa y la reduccin de emisiones son objetivos clave para todo el mundo. El uso de burbujas de aire para reducir la friccin viscosa es uno de los enfoques ms eficaces para lograr este objetivo, ya que puede reducir significativamente la resistencia a la friccin de los buques. Sin embargo, la inyeccin de burbujas de aire modificar las caractersticas del flujo cerca de la pared debido a las importantes diferencias de densidad y viscosidad entre el aire y el agua. Adems, parmetros como el tamao de las burbujas, la tensin superficial de las burbujas, el nmero de burbujas y la posicin de las burbujas tambin afectan al flujo cerca de la pared, dando lugar a una importante diversidad e inestabilidad en el flujo bifsico. Para aclarar el mecanismo de estos efectos, se estudia el flujo de un canal bidimensional con burbujas de aire mediante dinmica de fluidos computacional (CFD). Se estudian las interacciones entre las burbujas y el agua y entre las burbujas y la pared, y se consideran las caractersticas detalladas de las burbujas que se mueven en un flujo totalmente desarrollado. Este estudio muestra que el gradiente de velocidad es el principal factor que influye en el esfuerzo cortante de la pared, y la presencia de burbujas tiene un marcado impacto en la distribucin local del gradiente de velocidad del flujo cercano. Tambin se constata que una distancia ms corta entre una burbuja y la pared aumenta la interaccin del flujo y conduce a perturbaciones ms significativas del esfuerzo cortante de la pared.

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