Soto Camargo, Orlando Antonio

Informes de la Construcción (E-Journal)

67 Infcarmes de la CoQStrucciÓQ, Vol. 49, n" 451 . sqîtieinbre/octubrc 1997 FICHAS RESUMEN TESIS DOCTORALES ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS DE BARCELONA. UPC TÍTULO: Estabilización de la Solución por Elementos Finitos de problemas de flujo incompresible con Rotación, Turbulencia, Superficie libre y Temperatura. AUTOR: Orlando Antonio Soto Camargo DIRECTOR DE TESIS: Ramón Codina Revira FECHA DE LECTURA: 19 de junio de 1997 RESUMEN En la tesis se plantean algunos métodos de solución por elementos finitos para las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles, tanto en su régimen laminar como turbulento. Éstas presentan diversos problemas numéricos. El primero de ellos se debe a la incompresibilidad del flujo. Dicha inestabilidad se resuelve mediante dos métodos: eligiendo diferente interpolación para interpolar la velocidad y la presión (elementos div-estables), o utilizando igual interpolación para ambas variables, pero añadiendo a la formar standar de elementos finitos (Galerkinj una perturbación multiplicada por el residuo elemental (Método GLS). El segundo problema numérico se genera cuando los términos convectivos son importantes (altos números de Reynolds). La convección dominante produce oscilaciones espúreas en todo el dominio de flujo, las cuales deterioran la convergencia del esquema numérico. En la tesis se utiliza el método SUPG o el método GLS para corregir este problema. Cuando los términos de rotación son importantes (bajo número de Ekman), nuevamente se producen oscilaciones en todo el dominio computacional. Este punto es uno de los aportes más importantes de la tesis, ya que en ella se plantea un método original para solucionar este problema (Método DRSj. Adicional-mente se extiende el método GLS para tratar con problemas de rotación dominante, siendo esta parte del trabajo también original. Para el caso turbulento, se plantea un esquema de solución para acoplar modelos de turbulencia tanto de cero, una y dos ecuaciones, como de tensiones algebraicas ASM. Los principales ingredientes de dicho esquema son la congelación de los términos de producción, el uso del método SUPG, el uso de un método de captura de discontinuidades anisótropo, la relajación de las variables turbulentas, el precondicionamien-to de la ecuación de Reynolds para el caso de modelos ASM y, en general, la forma de acoplar los lazos para la solución del problema. Finalmente, se utiliza el método de la pseudo-concentración para el seguimiento de superficies libres, con algunas mejoras en aspectos computacionales originales del trabajo. También se plantea la solución de la ecuación de la temperatura, utilizando el método SUPG combinado con un método de captura de discontinuidades. Para el problema específico de llenado de moldes, se plantea un esquema acoplado para solucionar el problema de flujo y temperatura, tanto de la cavidad a llenar como del molde que la rodea. Esto se hace utilizando dos mallas diferentes e interpolando resultados.  (c) Consejo Superior de Investigaciones Científicas Licencia Creative Commons 3.0 España (by-nc)  http://informesdelaconstruccion.revistas.csic.es

Estabilización de la Solución por Elementos Finitos de problemas de flujo incompresible con Rotación, Turbulencia, Superficie libre y Temperatura

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