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Ecuaciones diferenciales no lineales del movimiento del flujo considerando fuerzas de resistencia

Autores: Evtushenko, Sergej; Kokhanenko, Victor; Burtseva, Olga

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Ecuaciones diferenciales no lineales del movimiento del flujo considerando fuerzas de resistencia


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Análisis matemático

Palabras clave

Estacionario
Planar 2D
Flujo de agua de alta velocidad
Fuerzas de resistencia
Componentes de velocidad
Ecuaciones no lineales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 23

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para un flujo de agua de alta velocidad en 2D plano estacionario de potencial abierto de líquido ideal, proponemos un sistema cerrado de ecuaciones no lineales considerando las fuerzas de resistencia al flujo desde el fondo del canal. Se ignoran las tensiones tangenciales en las interfaces de chorro. Los componentes de las fuerzas de resistencia se expresan en términos de componentes de velocidad. En este caso, las ecuaciones de flujo pueden resolverse a través del método de características, y las fuerzas superficiales se reducen a fuerzas volumétricas equivalentes. El sistema de ecuaciones no lineales se resuelve en el plano del hodógrafo de velocidad; además, tiene lugar la transición al plano físico. Dado que el valor de la presión hidrodinámica disminuye aguas abajo del flujo, las fuerzas de fricción al flujo en la primera aproximación pueden considerarse utilizando las leyes integrales de resistencia. En ese sentido, la forma de las ecuaciones de movimiento en el plano del hodógrafo de velocidad no cambia. Este hecho se demuestra en el artículo. Se proporciona un ejemplo de cálculo del flujo de agua. Se calculan la cinemática, las ordenadas y las velocidades del flujo a lo largo de su línea extrema sin considerar las fuerzas de resistencia. Se realiza una validación del modelo en el flujo real. Se obtiene una precisión aceptable en relación con los datos experimentales.

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