Aplicación de un Algoritmo de Detección de Vórtices Combinatorios en Datos de Velocimetría de Imágenes de Partículas en 2 Componentes y 2 Dimensiones para Caracterizar el Estela de un Ala Oscilante
Autores: Bussière, Mathew; Bessa, Guilherme M.; Koch, Charles R.; Nobes, David S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Aplicación de un Algoritmo de Detección de Vórtices Combinatorios en Datos de Velocimetría de Imágenes de Partículas en 2 Componentes y 2 Dimensiones para Caracterizar el Estela de un Ala Oscilante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Investigar
Patrón de estela vórtice
Flujo de agua
Perfil aerodinámico oscilante simétrico
Campos de velocidad experimentales
Velocimetría de imágenes de partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Para investigar el patrón de estela vórtice generado por el flujo de agua alrededor de un perfil aerodinámico simétrico oscilante, utilizando campos de velocidad experimentales de la velocimetría de imágenes de partículas (PIV), se desarrolla un novedoso algoritmo de detección de vórtices combinatorios (CVD). El objetivo principal es identificar y caracterizar los vórtices dentro de la estela. Los flujos experimentales introducen complejidades que no están presentes en las simulaciones numéricas, lo que plantea desafíos para la detección de vórtices. El enfoque CVD propuesto ofrece una alternativa más robusta, destacándose tanto en la detección de vórtices como en la cuantificación de parámetros esenciales, a diferencia de métodos ampliamente utilizados como el criterio Q, el criterio 2 y el criterio -, que dependen de umbrales subjetivos y arbitrarios que resultan en incertidumbre. El algoritmo CVD caracteriza eficazmente la estela del perfil aerodinámico, identificando y analizando vórtices que se alinean con el modelo de Burgers. Esta investigación mejora la comprensión de los fenómenos de estela y muestra el potencial del algoritmo como una herramienta valiosa para la detección y caracterización de vórtices, particularmente en dinámica de fluidos experimental. Proporciona un enfoque integral, robusto y no arbitrario, superando las limitaciones de los métodos tradicionales y abriendo nuevas avenidas para el estudio de flujos complejos.
Descripción
Para investigar el patrón de estela vórtice generado por el flujo de agua alrededor de un perfil aerodinámico simétrico oscilante, utilizando campos de velocidad experimentales de la velocimetría de imágenes de partículas (PIV), se desarrolla un novedoso algoritmo de detección de vórtices combinatorios (CVD). El objetivo principal es identificar y caracterizar los vórtices dentro de la estela. Los flujos experimentales introducen complejidades que no están presentes en las simulaciones numéricas, lo que plantea desafíos para la detección de vórtices. El enfoque CVD propuesto ofrece una alternativa más robusta, destacándose tanto en la detección de vórtices como en la cuantificación de parámetros esenciales, a diferencia de métodos ampliamente utilizados como el criterio Q, el criterio 2 y el criterio -, que dependen de umbrales subjetivos y arbitrarios que resultan en incertidumbre. El algoritmo CVD caracteriza eficazmente la estela del perfil aerodinámico, identificando y analizando vórtices que se alinean con el modelo de Burgers. Esta investigación mejora la comprensión de los fenómenos de estela y muestra el potencial del algoritmo como una herramienta valiosa para la detección y caracterización de vórtices, particularmente en dinámica de fluidos experimental. Proporciona un enfoque integral, robusto y no arbitrario, superando las limitaciones de los métodos tradicionales y abriendo nuevas avenidas para el estudio de flujos complejos.