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Título : Efecto de perfiles aerodinámicos sobre la velocidad media de flujo en ductos circulares
Autor : Escudero, David (dir)
Saavedra García, Kléber Alexander
Palabras clave : Aerodinámica
Ingeniería Mecánica
Turbulencia
Perfil Aerodinámico
Fecha de publicación : ene-2017
Editorial : Quito: USFQ, 2017
Citación : Tesis (Ingeniero Mecánico), Universidad San Francisco de Quito, Colegio de Ciencias e Ingenierías; Quito, Ecuador, 2016
Resumen : El método de simulación computacional usando el software COMSOL fue adoptado para analizar el efecto en los perfiles de velocidades de flujos turbulentos causado por estructuras tipo perfiles aerodinámicos añadidos a la integridad de ductos cilíndricos. Los perfiles aerodinámicos añadidos al ducto se diseñaron para que actúen acorde a la teoría de movimientos grandes y muy grandes en escala de los flujos turbulentos (LSM y VLSM), tomando en cuenta la forma de fluir de los dos modos POD (Proper Orthogonal Decomposition) más energéticos de un flujo con Re≈60000, los cuales han sido proclamados que promueven orden en la turbulencia. Las estructuras se disponen con un ángulo de 7 grados respecto del eje simétrico del ducto. Los resultados muestran un aumento en la velocidad media y máxima del flujo turbulento de agua comparado contra un tubo sin perturbaciones bajo las mismas condiciones de borde. El cálculo de flujo másico no se ha tomado en cuenta debido a las limitaciones matemáticas en las ecuaciones que resuelve COMSOL. Varios parámetros en el diseño de los perfiles aerodinámicos se mantuvieron constantes para el desarrollo del estudio dejando como variables solamente su distribución espacial dentro del tubo, es decir número de perfiles y distancia entre ellos.
Descripción : A computational simulation method using COMSOL software was adopted to analyze the overall effect caused over turbulent flow velocity profiles by aerodinamic structures added to circular pipes wall. Added structures to the pipe were designed according to the large-scale-motions and very-large-scale-motions (LSM & VLSM) flow theory, taking into consideration the flow movement shapes of the two most energetic POD (Proper Orthogonal Decomposition) modes of a Re~60000 turbulent flow, which have been proclaimed to promote special order in turbulence. The aerodynamic structures were arranged to have an inclination of 7 degrees with respect to the pipe longitudinal axis. Results show an increase in the average and maximum turbulent flow velocity, compared to the velocity of the flow in pipes without added structures under the same boundary conditions. Calculation of mass flow has not been taken into account because of mathematical limitations in equations solved by COMSOL. Many design parameters of aerodynamic structures were kept constant in order to develop the study, leaving only variable their spatial distribution within the pipe, in explanation, the number of structures within the pipe and the distance between them.
URI : http://repositorio.usfq.edu.ec/handle/23000/5993
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