Perspectiva histórica de la simulación numérica del flujo en máquinas hidráulicas

Historical perspective of the numerical simulation of the flow in hydraulic machines

En este documento se hace un breve repaso de la evolución que ha tenido la simulación del flujo en máquinas hidráulicas en las últimas décadas. Desde el inicio del empleo de técnicas numéricas para analizar el comportamiento del flujo en estas máquinas a principios de los años setenta del siglo pasado hasta la actualidad, se han sucedido un buen número de mejoras y cambios en los paradigmas de las simulaciones que han permitido conseguir importantes progresos en el conocimiento y en el diseño de este tipo de turbomaquinaria.

Numerical methods to calculate turbulent flows

Métodos numéricos para calcular flujos turbulentos

Los métodos numéricos para calcular flujos turbulentos provienen de otros desarrollados para flujos laminares y viscosos. Aunque la mayoría de métodos establecidos para estimar flujos invíscidos son del mismo tipo y pueden extenderse a flujos turbulentos, existen algunos métodos especiales que no admiten esto de manera directa. La parte viscosa de las ecuaciones de Navier-Stokes es esencial en flujos turbulentos y cualquier procedimiento a emplearse para su cálculo debe abordar las ecuaciones elípticas de modo eficiente.

Existen diversas formas de clasificar los métodos numéricos para cálculo de flujos turbulentos. Una de ellas es que vayan de acuerdo con:

• El método de discretización usado para aproximarse a las ecuaciones de conservación diferenciales o integrales mediante un sistema de expresiones algebraicas que se puedan resolver por computador
• El método de discretización temporal
• El método de acoplamiento de presión-velocidad-densidad

Introducción a la disciplina CFD mediante una implementación demostrativa

Introduction to the CFD discipline through a demonstrative implementation

Aquí se aborda el problema de mostrar la implementación del método del volumen finito (MFV) a una ecuación de conservación bidimensional que modela el transporte de una cantidad escalar φ. El MVF es el más empleado en la solución de problemas de flujo de fluidos con geometrías complejas y en software comercial como FLUENT. La motivación del documento es mostrar al estudioso de dichos paquetes la metodología general seguida, la terminología, las bases fundamentales y la programación en al menos parte de los problemas de la dinámica computacional de fluidos.