Flujo Mejorado por Viscosidad alrededor de Estructuras Peludas
Autores: Joung, Seyoung; Lee, Hong Ki; Kim, Daegyoum
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Flujo Mejorado por Viscosidad alrededor de Estructuras Peludas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estructuras peludas
Partículas fluidas
Objetos sólidos
Arreglo de cilindros
Volumen de deriva
Transporte de fluidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las estructuras peludas en la naturaleza funcionan para detectar olores y capturar nutrientes del fluido circundante. Motivados por los complicados procesos de transporte de fluidos observados en estructuras biológicas peludas, investigamos numéricamente la dinámica de las partículas de fluido alrededor de múltiples objetos sólidos que se mueven en un fluido en reposo, utilizando modelos de cilindros bidimensionales simples en el régimen de bajo número de Reynolds (Re=1-100). Se analiza el comportamiento de las partículas de fluido arrastradas por un conjunto de cilindros en movimiento rastreando las trayectorias de las partículas y calculando el volumen de deriva, que indica la cantidad de partículas de fluido transportadas por los cilindros en movimiento. El bloqueo hidrodinámico de los espacios dentro del conjunto de cilindros, que surge de la superposición de capas de cizallamiento debido a la difusión viscosa, es crítico para determinar la dinámica general de las partículas de fluido. A medida que aumenta el número de cilindros, la deformación de la línea de material compuesta por partículas de fluido y la magnitud del volumen de deriva resultante muestran patrones consistentes, a pesar de experimentar cambios drásticos, y convergen a una configuración y magnitud específicas, respectivamente. Este estudio muestra que la visualización y cuantificación del transporte colectivo de fluidos por múltiples cuerpos sólidos son importantes para evaluar la eficiencia del transporte de fluidos para una colección de múltiples cuerpos y encontrar su configuración óptima.
Descripción
Las estructuras peludas en la naturaleza funcionan para detectar olores y capturar nutrientes del fluido circundante. Motivados por los complicados procesos de transporte de fluidos observados en estructuras biológicas peludas, investigamos numéricamente la dinámica de las partículas de fluido alrededor de múltiples objetos sólidos que se mueven en un fluido en reposo, utilizando modelos de cilindros bidimensionales simples en el régimen de bajo número de Reynolds (Re=1-100). Se analiza el comportamiento de las partículas de fluido arrastradas por un conjunto de cilindros en movimiento rastreando las trayectorias de las partículas y calculando el volumen de deriva, que indica la cantidad de partículas de fluido transportadas por los cilindros en movimiento. El bloqueo hidrodinámico de los espacios dentro del conjunto de cilindros, que surge de la superposición de capas de cizallamiento debido a la difusión viscosa, es crítico para determinar la dinámica general de las partículas de fluido. A medida que aumenta el número de cilindros, la deformación de la línea de material compuesta por partículas de fluido y la magnitud del volumen de deriva resultante muestran patrones consistentes, a pesar de experimentar cambios drásticos, y convergen a una configuración y magnitud específicas, respectivamente. Este estudio muestra que la visualización y cuantificación del transporte colectivo de fluidos por múltiples cuerpos sólidos son importantes para evaluar la eficiencia del transporte de fluidos para una colección de múltiples cuerpos y encontrar su configuración óptima.