Cálculos numéricos de la longitud de formación de vórtices en el flujo pasado un cilindro elíptico
Autores: Karlson, Matthew; Nita, Bogdan G.; Vaidya, Ashwin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Cálculos numéricos de la longitud de formación de vórtices en el flujo pasado un cilindro elíptico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Desprendimiento de vórtices
Cilindros elípticos
Número de Reynolds
Relación de aspecto
Longitud de formación de vórtices
Número de Reynolds crítico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Examinamos las propiedades bidimensionales de la separación de vórtices en cilindros elípticos a través de simulaciones numéricas. Específicamente, investigamos la longitud de formación de vórtices en el régimen de número de Reynolds de 10 a 100 para cuerpos elípticos con una relación de aspecto en el rango de 0.4 a 1.4. Nuestros cálculos revelan que en el régimen de flujo estable, el cambio en la longitud del vórtice sigue un perfil lineal con respecto al número de Reynolds, mientras que en el régimen inestable, la longitud promedio del vórtice disminuye de manera exponencial con el aumento del número de Reynolds. La transición en el perfil se utiliza para identificar el número de Reynolds crítico que marca la bifurcación del vórtice de Karman de una configuración simétrica estable a una configuración asimétrica inestable. Además, también se exploran las relaciones entre la longitud del vórtice y la relación de aspecto. El trabajo presentado aquí es un ejemplo de un módulo que puede ser utilizado en un curso de aprendizaje basado en proyectos sobre dinámica de fluidos computacional.
Descripción
Examinamos las propiedades bidimensionales de la separación de vórtices en cilindros elípticos a través de simulaciones numéricas. Específicamente, investigamos la longitud de formación de vórtices en el régimen de número de Reynolds de 10 a 100 para cuerpos elípticos con una relación de aspecto en el rango de 0.4 a 1.4. Nuestros cálculos revelan que en el régimen de flujo estable, el cambio en la longitud del vórtice sigue un perfil lineal con respecto al número de Reynolds, mientras que en el régimen inestable, la longitud promedio del vórtice disminuye de manera exponencial con el aumento del número de Reynolds. La transición en el perfil se utiliza para identificar el número de Reynolds crítico que marca la bifurcación del vórtice de Karman de una configuración simétrica estable a una configuración asimétrica inestable. Además, también se exploran las relaciones entre la longitud del vórtice y la relación de aspecto. El trabajo presentado aquí es un ejemplo de un módulo que puede ser utilizado en un curso de aprendizaje basado en proyectos sobre dinámica de fluidos computacional.