Estudio de la dinámica del chapoteo en tanques rectangulares parcialmente llenos con deflectores sumergidos utilizando métodos de turbulencia VOF y LES para diferentes ángulos de impacto
Autores: Vallés Rebollo, Xavier; Sadeghi, Ehsan; Kusano, Ibuki; García-Granada, Andrés-Amador
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de la dinámica del chapoteo en tanques rectangulares parcialmente llenos con deflectores sumergidos utilizando métodos de turbulencia VOF y LES para diferentes ángulos de impacto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Investigación
Desconcertar
Dinámica de fluidos
ángulo
Simulaciones
CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga cómo el ángulo y las dimensiones de un único deflector afectan la dinámica de un fluido en un tanque rectangular cerrado bajo una vibración armónica acelerada en resonancia. Un tanque rectangular semilleno no deformable con un único deflector sumergido centrado ha sido simulado utilizando ANSYS FLUENT. El estudio tiene como objetivo caracterizar el efecto de cambiar el ángulo del deflector; por lo tanto, se han realizado 10 simulaciones: sin deflector, 90 grados, 30 grados, 60 grados, 120 grados y 150 grados, manteniendo constante la longitud del deflector o la altura proyectada. El método de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando volumen de fluido (VOF) y simulación de grandes vórtices (LES) se utilizan para predecir el movimiento del fluido en dos dimensiones, que se han comparado con datos experimentales con excelente acuerdo. El movimiento es sinusoidal en la dirección +X, con una frecuencia de oscilación igual a su primer modo de vibración. Los parámetros estudiados han sido la elevación de la superficie libre, valores en tres puntos diferentes y máximo; la posición, velocidad y aceleración del centro de gravedad; y las fuerzas contra las paredes del tanque. Se ha encontrado que el ángulo de 90 grados tiene el efecto amortiguador más significativo, estabilizando la elevación de la superficie libre, reduciendo la dispersión del centro de gravedad y nivelando las fuerzas de impacto. Ángulos más pequeños también controlan el balanceo y lo estabilizan.
Descripción
Este estudio investiga cómo el ángulo y las dimensiones de un único deflector afectan la dinámica de un fluido en un tanque rectangular cerrado bajo una vibración armónica acelerada en resonancia. Un tanque rectangular semilleno no deformable con un único deflector sumergido centrado ha sido simulado utilizando ANSYS FLUENT. El estudio tiene como objetivo caracterizar el efecto de cambiar el ángulo del deflector; por lo tanto, se han realizado 10 simulaciones: sin deflector, 90 grados, 30 grados, 60 grados, 120 grados y 150 grados, manteniendo constante la longitud del deflector o la altura proyectada. El método de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando volumen de fluido (VOF) y simulación de grandes vórtices (LES) se utilizan para predecir el movimiento del fluido en dos dimensiones, que se han comparado con datos experimentales con excelente acuerdo. El movimiento es sinusoidal en la dirección +X, con una frecuencia de oscilación igual a su primer modo de vibración. Los parámetros estudiados han sido la elevación de la superficie libre, valores en tres puntos diferentes y máximo; la posición, velocidad y aceleración del centro de gravedad; y las fuerzas contra las paredes del tanque. Se ha encontrado que el ángulo de 90 grados tiene el efecto amortiguador más significativo, estabilizando la elevación de la superficie libre, reduciendo la dispersión del centro de gravedad y nivelando las fuerzas de impacto. Ángulos más pequeños también controlan el balanceo y lo estabilizan.