Experimentos sobre filamentos flexibles en flujo de aire para la validación de modelos de aeroelasticidad e interacción fluido-estructura
Autores: Silva-Leon, Jorge; Cioncolini, Andrea
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Experimentos sobre filamentos flexibles en flujo de aire para la validación de modelos de aeroelasticidad e interacción fluido-estructura
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Problemas
Ciencia
Ingeniería
Flujos de fluidos
Estructuras deformables
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Varios problemas en ciencia e ingeniería se caracterizan por la interacción entre flujos de fluidos y estructuras deformables. Debido a su naturaleza compleja y multidisciplinaria, estos problemas normalmente no pueden resolverse analíticamente y los experimentos son frecuentemente de alcance limitado, por lo que las simulaciones numéricas representan la principal herramienta de análisis. La clave para el avance de los métodos numéricos es la disponibilidad de casos de prueba experimentales para la validación. Este artículo presenta los resultados de un experimento diseñado específicamente para la validación de métodos numéricos para problemas de aeroelasticidad e interacción fluido-estructura. Filamentos flexibles de sección transversal rectangular y diversas longitudes fueron expuestos a un flujo de aire de número de Reynolds moderado, correspondiente a condiciones de flujo laminar y ligeramente turbulento. Los experimentos se llevaron a cabo en un túnel de viento, y la dinámica de los filamentos flexibles fue registrada mediante imágenes de video rápido. La respuesta estructural de los filamentos incluyó reconfiguración estática, vibración de pequeña amplitud, oscilación periódica de ciclo límite de gran amplitud y movimiento no periódico de gran amplitud. El presente montaje experimental fue diseñado para incorporar una rica física de interacción fluido-estructura dentro de una configuración relativamente simple sin imitar ninguna estructura específica, de modo que los resultados presentados aquí pueden ser valiosos para la validación de modelos en aeroelasticidad y también en aplicaciones de interacción fluido-estructura.
Descripción
Varios problemas en ciencia e ingeniería se caracterizan por la interacción entre flujos de fluidos y estructuras deformables. Debido a su naturaleza compleja y multidisciplinaria, estos problemas normalmente no pueden resolverse analíticamente y los experimentos son frecuentemente de alcance limitado, por lo que las simulaciones numéricas representan la principal herramienta de análisis. La clave para el avance de los métodos numéricos es la disponibilidad de casos de prueba experimentales para la validación. Este artículo presenta los resultados de un experimento diseñado específicamente para la validación de métodos numéricos para problemas de aeroelasticidad e interacción fluido-estructura. Filamentos flexibles de sección transversal rectangular y diversas longitudes fueron expuestos a un flujo de aire de número de Reynolds moderado, correspondiente a condiciones de flujo laminar y ligeramente turbulento. Los experimentos se llevaron a cabo en un túnel de viento, y la dinámica de los filamentos flexibles fue registrada mediante imágenes de video rápido. La respuesta estructural de los filamentos incluyó reconfiguración estática, vibración de pequeña amplitud, oscilación periódica de ciclo límite de gran amplitud y movimiento no periódico de gran amplitud. El presente montaje experimental fue diseñado para incorporar una rica física de interacción fluido-estructura dentro de una configuración relativamente simple sin imitar ninguna estructura específica, de modo que los resultados presentados aquí pueden ser valiosos para la validación de modelos en aeroelasticidad y también en aplicaciones de interacción fluido-estructura.