Resumen

El presente trabajo se centra en el desarrollo y aplicación de un nuevo método de volumen finito de frontera inmersa (IBM) para simular flujos de fluidos tridimensionales y transferencia de calor en torno a geometrías complejas. En primer lugar, se esboza la discretización de las ecuaciones de gobierno basada en el método de volumen finito de segundo orden sobre malla cartesiana, estructurada y escalonada, seguida de la descripción de las modificaciones que han de aplicarse al sistema discretizado una vez que un cuerpo se sumerge en la malla. Para validar el nuevo enfoque, se resuelve la ecuación de conducción de calor con un término fuente en el interior de una cavidad con un cuerpo sumergido. A continuación, se prueba el enfoque para un flujo de convección natural en una cavidad cuadrada con y sin cilindro circular para diferentes números de Rayleigh. Los resultados calculados con el presente enfoque se comparan muy bien con las soluciones de referencia. Como siguiente paso en el procedimiento de validación, el método se prueba para la simulación numérica directa (DNS) de un flujo turbulento alrededor de una matriz de cubos montada en superficie. Los resultados calculados con el presente método se comparan muy bien con las mediciones de Anemometría Láser Doppler (LDA) del mismo caso, lo que demuestra que el método también puede utilizarse para simulaciones de turbulencia con resolución de escala.

• Materias:Hidrodinámica Propiedades termodinámicas Termodinámica Residuos quí­micos Adsorción Tratamiento de gases
• Subjects:Hydrodynamics Thermodynamic properties Thermodynamics Chemical waste Adsorption Gases treatment
• Palabras claves:Simulación Numérica Directa, Anemometría Laser Doppler, diferentes números de Rayleigh, flujos de fluidos dimensionales, método de volumen finito, ecuación de conducción de calor, flujo de convección natural, nuevo volumen finito, método, resultados.
• Keywords:Direct Numerical Simulation, Laser Doppler Anemometry, different Rayleigh numbers, dimensional fluid flows, finite volume method, heat conduction equation, natural convection flow, new finite volume, method, results