Modelado Analítico del Movimiento Transversal y Longitudinal de Partículas Individuales en una Capa Límite Horizontal con Pulsaciones de Velocidad de Flujo Cruzado
Autores: Yankov, Rumen; Dimitrov, Ventsislav; Tonkov, Georgi; Dimitrova, Veselina; Bozherikov, Sylvester; Tonkova, Gergana; Raykov, Konstantin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Modelado Analítico del Movimiento Transversal y Longitudinal de Partículas Individuales en una Capa Límite Horizontal con Pulsaciones de Velocidad de Flujo Cruzado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Descripción analítica
Movimiento
Partículas sólidas
Capa límite
Flujos laminares
Pulsaciones transversales
Esférico
Velocidad
Matriz acoplada
Ecuaciones de gobierno
Transformación de Laplace
Evolución transitoria
Efectos de resonancia
Razones de densidad
Evaluación numérica
Migración
Trayectorias oscilatorias
Amplitud
Resonancia
Perturbaciones
Flujo multifásico
Modelado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio desarrolla una descripción analítica del movimiento de partículas sólidas diluidas en la capa límite de flujos horizontales laminares sometidos a pulsaciones transversales débiles. El análisis se formula para partículas sólidas esféricas diluidas sometidas a pulsaciones de velocidad transversales en un flujo de capa límite laminar. Se formula una representación matricial acoplada de las ecuaciones gobernantes, y se obtienen soluciones en forma cerrada utilizando la transformación de Laplace. Las expresiones analíticas capturan la evolución transitoria, las oscilaciones forzadas, los efectos de resonancia y el comportamiento a largo plazo para partículas con diferentes relaciones de densidad. La evaluación numérica muestra que las partículas ligeras migran hacia regiones más rápidas de la capa límite y aceleran longitudinalmente, mientras que las partículas pesadas se mueven hacia capas más lentas y desaceleran. Las pulsaciones transversales generan trayectorias oscilatorias cuya amplitud aumenta cerca de la resonancia. Las perturbaciones impulsivas superpuestas al movimiento continuo conducen a transiciones discontinuas consistentes con el sistema matricial lineal. Los resultados proporcionan una interpretación física unificada de los mecanismos de redistribución de partículas en capas límite y ofrecen una herramienta analítica compacta para la modelización de flujos multifásicos diluidos.
Descripción
Este estudio desarrolla una descripción analítica del movimiento de partículas sólidas diluidas en la capa límite de flujos horizontales laminares sometidos a pulsaciones transversales débiles. El análisis se formula para partículas sólidas esféricas diluidas sometidas a pulsaciones de velocidad transversales en un flujo de capa límite laminar. Se formula una representación matricial acoplada de las ecuaciones gobernantes, y se obtienen soluciones en forma cerrada utilizando la transformación de Laplace. Las expresiones analíticas capturan la evolución transitoria, las oscilaciones forzadas, los efectos de resonancia y el comportamiento a largo plazo para partículas con diferentes relaciones de densidad. La evaluación numérica muestra que las partículas ligeras migran hacia regiones más rápidas de la capa límite y aceleran longitudinalmente, mientras que las partículas pesadas se mueven hacia capas más lentas y desaceleran. Las pulsaciones transversales generan trayectorias oscilatorias cuya amplitud aumenta cerca de la resonancia. Las perturbaciones impulsivas superpuestas al movimiento continuo conducen a transiciones discontinuas consistentes con el sistema matricial lineal. Los resultados proporcionan una interpretación física unificada de los mecanismos de redistribución de partículas en capas límite y ofrecen una herramienta analítica compacta para la modelización de flujos multifásicos diluidos.