Reformulación y actualización de la propuesta metodológica de problemas de difusión, para el aprendizaje en OpenFOAM versión 10
Se presenta el documento escrito que refleja el desarrollo del trabajo, la metodología y las conclusiones.
- Autores:
-
Serrano Castro, Santiago
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
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- OpenFOAM versión 10 - Aprendizaje
Propuesta Metodológica
Dinámica computacional de fluidos
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LargoÁvila, “Estudio del efecto de la geometria de un secador solar tipico/study of the effect of the geometry of a typical solar dryer for coffee using cfd/estudo do efeito da geometria de um secador solar tipico para cafe com cfd.” Revista Ingenierias, vol. 18, no. 35, pp. 149–162, 2019. E. A. Villagran Munar, C. R. Bojacá Aldana, and N. A. Rojas Bahamon, “Determinación del comportamiento térmico de un invernadero espacial colombiano mediante dinámica de fluidos computacional,” Revista UDCA Actualidad & Divulgación Científica, vol. 21, no. 2, pp. 415–426, 2018. A. Matiz Chicacausa, “Introducción de un curso de aprendizaje basado en investigación de dinámica de fluidos computacional en el curriculum de ingeniería,” in EIEI ACOFI, septiembre 2021. M. C. Esquivel Sánchez et al., Propuesta de módulo formativo para la enseñanza de dinámica computacional de fluidos (CFD) en seguridad de procesos. Uniandes, 2019. H. Medina, A. Beechook, J. Saul, S. Porter, S. Aleksandrova, and S. 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Mavriplis, “Unstructured mesh generation and adaptivity,” NASA, Mail Stop 132C, Hampton, VA 23681-0001, Tech. Rep., April 1995. J. F. Thompson, B. K. Soni, and N. P. Weatherill, Handbook of grid generation. CRC press, 1998. C. Greenshields, OpenFOAM v10 User Guide. London, UK: The OpenFOAM Foundation, 2022, accessed on August 15, 2023. [Online]. Available: https://doc.cfd.direct/openfoam/user-guide-v10 |
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Materano Blanco, Gilberto063f43de-082e-4207-abbe-5b8028462083-1Machado Higuera, Maximiliano7714b18b-3be6-4393-ad27-a596d6bf7685-1Serrano Castro, Santiago71837f6e-60db-4cfd-b379-72686cf1a264-1Araujo, Carlos145a334f-3c76-4134-b032-b7f5738de553-12023-11-21T14:39:06Z2023-11-21T14:39:06Z2023Se presenta el documento escrito que refleja el desarrollo del trabajo, la metodología y las conclusiones.Esta tesis se centra en la resolución de seis problemas de difusión de calor basados en el libro Computation of Conduction and Duct Flow Heat Transfer[1], utilizando OpenFOAM 10. El objetivo es actualizar los métodos de resolución, destacando las modificaciones presentadas para la resolución de los problemas entre las versiones 4 y 10 de OpenFOAM. Luego, se comparan los resultados con los proporcionados por Patankar, con el fin de determinar si OpenFOAM 10 es una herramienta computacional eficaz para la solución de problemas de difusión de calor.This thesis focuses on solving six heat diffusion problems based on the book Computation of Conduction and Duct Flow Heat Transfer [1], using OpenFOAM 10. The aim is to update the resolution methods, highlighting the modifications introduced for solving the problems between versions 4 and 10 of OpenFOAM. Subsequently, the results are compared with those provided by Patankar to determine whether OpenFOAM 10 is an effective computational tool for solving heat diffusion problems.PregradoIngeniero MecánicoLos Anexos contienen los solucionadores, las condiciones de frontera y las aplicaciones externas utilizadas para la resolución de cada caso. Asimismo, se adjunta la configuración de cada caso y las tablas de resultados originales.1. Introducción 1 1.1. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2. Justificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. Marco teórico: 4 2.1. Transferencia de calor por difusión: . . . . . . . . . . . . . . . 4 2.2. Métodos numéricos y ecuaciones diferenciales: . . . . . . . . . 8 2.3. Condiciones de Frontera y de Interfase: . . . . . . . . . . . . . 8 2.4. Estado pasado y actual de OpenFOAM: . . . . . . . . . . . . 12 2.5. Estructura de los casos en OpenFOAM 10: . . . . . . . . . . . 14 2.6. Etapas del desarrollo de los casos: . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2.6.1. Preprocesamiento en OpenFOAM 10: . . . . . . . . . . 17 2.6.2. Postprocesamiento en OpenFOAM 10: . . . . . . . . . 20 3. Marco metodológico 21 3.1. Caso 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.1. Descripción del caso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.2. Descripción del estudio: . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.3. Cambios en el caso 1: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.1.4. Resultados numéricos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.2. Caso 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.1. Descripción del caso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.2.2. Descripción del estudio: . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.2.3. Cambios en el caso 2 malla discontinua: . . . . . . . . . 28 3.2.4. Cambios en el caso 2 malla continua: . . . . . . . . . . 29 3.2.5. Resultados numéricos de la malla discontinua: . . . . . 30 3.2.6. Resultados numéricos de la malla continua: . . . . . . . 31 3.3. Caso 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3.1. Descripción del caso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.3.2. Descripción del estudio: . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.3.3. Cambios en el caso 3: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 3.3.4. Resultados numéricos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 3.4. Caso 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.4.1. Descripción del caso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.4.2. Descripción del estudio: . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.4.3. Cambios en el caso 4: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 3.4.4. Resultados numéricos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 3.5. Caso 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.5.1. Descripción del caso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.5.2. Descripción del estudio: . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.5.3. Cambios en el caso 5: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.5.4. Resultados numéricos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.6. Caso 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.6.1. Descripción del caso: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.6.2. Descripción del estudio: . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 3.6.3. Cambios en el caso 6: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 3.6.4. Resultados numéricos: . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4. Conclusiones y recomendaciones 53 4.1. Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 4.2. Recomendaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 A. De laplacianFoam a conductFoam: 61 A.1. Cómo acceder a laplacianFoam: . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 B. convRadHeatFlux: 67 C. Resultados numericos: 7587 páginasapplication/pdfSerrano, S. (2023). Reformulación y actualización de la propuesta metodológica de problemas de difusión, para el aprendizaje en OpenFOAM versión 10. [Trabajo de grado]. Universidad de Ibagué. https://hdl.handle.net/20.500.12313/3936https://hdl.handle.net/20.500.12313/3936spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaS. V. Patankar, Computation of conduction and duct flow heat transfer. CRC press, 2017.A. Aggarwal, S. Patel, A. Kumar, and V. Jain, “Study of role of enhancement factor on melt pool characteristics in conduction mode laser welding using openfoam,” in 10th International Conference on Precision Meso, Micro and Nano Engineering (COPEN 10), 2017.J. Carretero Pérez, F. J. García Blas, J. Barbosa, and R. Morla, “Proceedings of the first international workshop on sustainable ultrascale computing systems (nesus 2014): Porto, portugal,” in First International Workshop on Sustainable Ultrascale Computing Systems (NESUS 2014), 2014, pp. 43–46.S. Harikrishnan and S. Tiwari, “Simulation of fully developed flow and heat transfer in wavy channels using openfoam,” in Advances in Mechanical Engineering: Select Proceedings of ICRIDME 2018. Springer, 2020, pp. 869–877.M. Lee, G. Park, H. Jang, and C. Kim, “Development of building cfd model design process based on bim,” Applied Sciences, vol. 11, no. 3, p. 1252, 2021.C. D. Ivanovich and K. S. 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