Resolución numérica del flujo a través de una expansión simétrica brusca

Abstract

En este trabajo se resolverá de manera numérica el flujo a través de una expansión simétrica abrupta. Se irá aumentando la complejidad del modelado del problema en busca de mejorar la representación de los fenómenos físicos involucrados, partiendo desde el caso no viscoso y bidimensional, pasando por el caso laminar hasta llegar al caso tridimensional turbulento con transporte de sedimentos. El objetivo es poder resolver el campo de velocidades, presiones y sedimentos con la idea de poder visualizar las zonas críticas por efectos erosivos. Se hará uso tanto de diferencias finitas como de volúmenes finitos como metodologías de resolución numérica. Reconociendo las problemáticas que adolecen dichos métodos de resolución, se buscará hacer hincapié en la contrastación de resultados. Se usarán códigos de elaboración propia para después utilizar el programa de código abierto OpenFOAM.

In this work, the flow through a sudden symmetric expansion will be numerically solved. The complexity of the modeling will be gradually increased to improve the accuracy of the representation of the physical phenomena involved, starting from the non-viscous, two-dimensional case, moving to the laminar case, and finally reaching the three-dimensional turbulent case with sediment transport. The objective is to solve the velocity, pressure, and sediment fields with the aim of visualizing critical areas due to erosive effects. Both finite differences and finite volumes will be used as numerical resolution methodologies. Acknowledging the challenges associated with these resolution methods, emphasis will be placed on comparing results. Self-developed codes will be used initially, followed by the open-source program OpenFOAM.