Publicación: Estudio de un flujo incompresible y viscoso alrededor de un obstáculo: régimen estacionario
Fecha
2014-10-06
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Universidad Nacional de Educación a Distancia (España). Facultad de Ciencias
Resumen
Se describe el comportamiento estacionario de un fluido viscoso incompresible en cuyo camino se interpone un obstáculo. Para ello, se plantean las ecuaciones hidrodinámicas no lineales que describen el problema. Estas ecuaciones en derivadas parciales son elípticas y, debido a su complejidad, deben resolverse mediante el uso de métodos numéricos. Se investiga el efecto producido por un obstáculo ortoédrico de longitud infinita sobre un flujo laminar, lo que permite tratar al problema en dos dimensiones. El algoritmo de resolución desarrollado se fundamenta en la utilización de diferencias finitas para la discretización de las ecuaciones del problema, que se estudian en la representación vorticidad-función de corriente. El análisis de los resultados obtenidos permiten afirmar que el método de diferencias finitas empleado reproduce adecuadamente el comportamiento de un flujo laminar estacionario alrededor de un obstáculo ortoédrico para números de Reynolds bajos e inferiores al número de Reynolds crítico.
In this paper we describe the steady state of an incompressible viscous flow past an obstacle. To do this, the nonlinear hydrodynamic equations describing the problem are set out. These elliptic partial differential equations, due to their complexity, must be solved through the use of numerical computation techniques. These equations are studied in the vorticity-stream function representation. We consider the effect of an orthohedral obstacle of infinite length on a laminar flow, which can be studied as a two-dimensional problem. The developed method is based on the use of finite differences for the discretization of the problem´s equations. The analysis of the results confirms that the finite differences method used properly reproduces the behavior of a steady state laminar flow around an orthohedral obstacle for low Reynolds numbers below the critical Reynolds number.
In this paper we describe the steady state of an incompressible viscous flow past an obstacle. To do this, the nonlinear hydrodynamic equations describing the problem are set out. These elliptic partial differential equations, due to their complexity, must be solved through the use of numerical computation techniques. These equations are studied in the vorticity-stream function representation. We consider the effect of an orthohedral obstacle of infinite length on a laminar flow, which can be studied as a two-dimensional problem. The developed method is based on the use of finite differences for the discretization of the problem´s equations. The analysis of the results confirms that the finite differences method used properly reproduces the behavior of a steady state laminar flow around an orthohedral obstacle for low Reynolds numbers below the critical Reynolds number.
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Categorías UNESCO
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Centro
Facultades y escuelas::Facultad de Ciencias
Departamento
Física Fundamental