Estudio numérico del movimiento de partículas en fluidos mediante el método de elemento finito

En este trabajo se aborda el problema de un flujo bifásico, el cual consiste de la interacción de fluido con partículas sólidas inmersas en él, debido a la dificultad teórica que aparece al calcular todos los esfuerzos provenientes de la interacción entre fluido-sólido o sólido-sólido, así como las...

Full description

Autores:: Vargas Forigua, Jeison Alberto

Tipo de recurso:: Trabajo de grado de pregrado

Fecha de publicación:: 2017

Institución:: Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Repositorio:: RIUD: repositorio U. Distrital

Idioma:: spa

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description	En este trabajo se aborda el problema de un flujo bifásico, el cual consiste de la interacción de fluido con partículas sólidas inmersas en él, debido a la dificultad teórica que aparece al calcular todos los esfuerzos provenientes de la interacción entre fluido-sólido o sólido-sólido, así como las condiciones de contorno; se propone un enfoque numérico en el que se simula el movimiento fundamentado en las ecuaciones macroscópicas tanto para el fluido como para las partículas sólidas. Se creó un compendio de programas en ROOT que solucionan las ecuaciones de Navier-Stokes que describen la fase líquida usando el método de elemento finito, y para las partículas se usa un método explícito que soluciona las ecuaciones de movimiento de Newton, en donde conforme se realiza un paso en el tiempo, las posiciones de los sólidos y el campo de velocidades son calculadas iterativamente. La simulación numérica permite investigar la dinámica del sistema, y calcular tanto el movimiento de las partículas como el del fluido en cuestión, obteniendo de esta manera importantes características en el estudio de los flujos bifásicos, las cuales son contrastadas con resultados experimentales.
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Se creó un compendio de programas en ROOT que solucionan las ecuaciones de Navier-Stokes que describen la fase líquida usando el método de elemento finito, y para las partículas se usa un método explícito que soluciona las ecuaciones de movimiento de Newton, en donde conforme se realiza un paso en el tiempo, las posiciones de los sólidos y el campo de velocidades son calculadas iterativamente. La simulación numérica permite investigar la dinámica del sistema, y calcular tanto el movimiento de las partículas como el del fluido en cuestión, obteniendo de esta manera importantes características en el estudio de los flujos bifásicos, las cuales son contrastadas con resultados experimentales.In this paper we study a two-phase flow, which consists of the interaction between fluid with immersed solid particles to it, due to the theoretical difficulty that appears to calculate all the stress from the interaction of both solid-solid and fluid-solid, and the boundary conditions, we propose a numerical approach in which the movement is simulated, based on the macroscopic equations for both the fluid and the solid particles. We developed a compendium of programs in ROOT that solve the Navier-Stokes equations which describe the liquid phase using the finite element method, and an explicit method that solves the equations of motion of Newton for the solid particles; thus, at the step at the time increases the positions of the particles and the velocity field are calculated iteratively. The numerical simulation allows to understand the system dynamics, and calculate both the movement of the solid particles and the movement of the fluid. We got important features in the study of two-phase flows which are contrasted with experimental results.pdfspaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Restringido (Solo Referencia)http://purl.org/coar/access_right/c_16ecEcuación de movimiento de NewtonEcuación de Navier-StokesFlujo bifásicoMétodo del elemento FinitoLicenciatura en Física - Tesis y disertaciones académicasFísica - Estudio y enseñanzaFlujo bifásicoEcuaciones de Navier-StokesDinámica de fluidosEcuaciones de movimientoNewton's motion equationNavier-Stokes equationBiphasic flowFinite element methodEstudio numérico del movimiento de partículas en fluidos mediante el método de elemento finitoNumerical study of fluid particle movement by the finite element methodCreación o Interpretacióninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTHUMBNAILVargasForiguaJeisonAlberto2017.pdf.jpgVargasForiguaJeisonAlberto2017.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10935https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/774a4467-cb1c-44b8-b519-efdf1b6d2647/downloadf7186f342b57001a71b94955367b18b3MD511VargasForiguaJeisonAlbertoAnexo-1.pdf.jpgVargasForiguaJeisonAlbertoAnexo-1.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8589https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/28340ad3-3c06-44cd-b471-145072630cfa/download2e5460cc3172e21a260559ee4fe2a74fMD512licenciadeuso.pdf.jpglicenciadeuso.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11919https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/e494b1af-1b3d-4dde-8d6b-3ba19a2aabe7/download1b7281e5c665d2509e7d183d52e3f82fMD510ORIGINALVargasForiguaJeisonAlberto2017.pdfVargasForiguaJeisonAlberto2017.pdfapplication/pdf1325283https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/aca37aad-a1fd-492f-b3a0-5ac2f546e61b/downloaddc13a95d97a91d0ac6389aa9ca7de5b2MD54VargasForiguaJeisonAlbertoAnexo-1.pdfVargasForiguaJeisonAlbertoAnexo-1.pdfapplication/pdf128550https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/c3382f84-8653-4b41-b9e2-c75c9e54e237/downloadb955e049b3ed465c2f1d07b63fd2ecc2MD55licenciadeuso.pdflicenciadeuso.pdfapplication/pdf542016https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/b71e204b-8b2c-4131-b694-0e91fb37ede6/download33ab2fff2aedf596aa813ed203d4bfb4MD53CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; charset=utf-843https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/0c9858c3-757d-4a73-aa28-5bfab091a859/download321f3992dd3875151d8801b773ab32edMD56license_textlicense_texttext/html; charset=utf-80https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/da90600e-b8c5-455f-8aa5-ab8984ac906b/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD57license_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-80https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/db0026d5-9e10-4377-8251-275b5da678ea/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD58LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-87163https://repository.udistrital.edu.co/bitstreams/65c7d6e4-841f-4d2e-adf3-d21098b1fe6f/downloadda5c6a3ca62d5dd4853000a60fee7083MD5911349/15221oai:repository.udistrital.edu.co:11349/152212023-06-13 12:23:49.388http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacionalrestrictedhttps://repository.udistrital.edu.coRepositorio Universidad Distritalrepositorio@udistrital.edu.co

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