Investigando la morfología de un chorro en caída libre con un modelado preciso de elementos finitos y de nivel de conjunto
Autores: Liu, Yiming; Yang, Hua; Abali, Bilen Emek; Müller, Wolfgang H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigando la morfología de un chorro en caída libre con un modelado preciso de elementos finitos y de nivel de conjunto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Morfología
Chorro líquido
Enfoque computacional
Validación experimental
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga la morfología de un chorro de líquido en caída libre utilizando un enfoque computacional con una validación experimental. Se desarrollan simulaciones numéricas mediante el Método de Elementos Finitos (FEM) para resolver el flujo de fluidos viscosos y el método de nivel set para rastrear la interfaz entre el fluido y el aire. Se realizan experimentos para capturar la forma de un chorro de fluido viscoso en caída libre a través de un orificio circular, donde la forma se mide ópticamente. Se encuentra que los resultados numéricos están en concordancia con los datos experimentales, demostrando la validez del enfoque propuesto. Además, analizamos el papel de la tensión superficial implementando modelos de energía superficial lineales y no lineales. Todos los códigos computacionales se desarrollan con la ayuda de paquetes de código abierto de FEniCS y se ponen a disposición del público. La combinación de técnicas experimentales y numéricas proporciona una comprensión integral de la morfología de los chorros en caída libre y puede extenderse a problemas multifísicos de manera bastante directa.
Descripción
Este estudio investiga la morfología de un chorro de líquido en caída libre utilizando un enfoque computacional con una validación experimental. Se desarrollan simulaciones numéricas mediante el Método de Elementos Finitos (FEM) para resolver el flujo de fluidos viscosos y el método de nivel set para rastrear la interfaz entre el fluido y el aire. Se realizan experimentos para capturar la forma de un chorro de fluido viscoso en caída libre a través de un orificio circular, donde la forma se mide ópticamente. Se encuentra que los resultados numéricos están en concordancia con los datos experimentales, demostrando la validez del enfoque propuesto. Además, analizamos el papel de la tensión superficial implementando modelos de energía superficial lineales y no lineales. Todos los códigos computacionales se desarrollan con la ayuda de paquetes de código abierto de FEniCS y se ponen a disposición del público. La combinación de técnicas experimentales y numéricas proporciona una comprensión integral de la morfología de los chorros en caída libre y puede extenderse a problemas multifísicos de manera bastante directa.