Predicciones de Vibraciones Inducidas por Vórtices de un Cilindro Circular Usando un Enfoque Eficiente de Acoplamiento de Código Pseudo-Tiempo
Autores: Li, Hang; Ekici, Kivanc
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Predicciones de Vibraciones Inducidas por Vórtices de un Cilindro Circular Usando un Enfoque Eficiente de Acoplamiento de Código Pseudo-Tiempo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Balance armónico
Pseudo-tiempo
Acoplamiento de código
Vibración inducida por vórtices
Números de Reynolds
Flujo laminar
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Se presenta en este trabajo un enfoque de acoplamiento de código en pseudo-tiempo basado en el balance armónico (HB) aplicado a un problema de vibración inducida por vórtices (VIV) de un cilindro circular en un régimen de flujo laminar de bajo número de Reynolds. A diferencia del acoplamiento físico en el tiempo utilizado en métodos tradicionales de precisión temporal, este nuevo enfoque actualiza tanto los campos de fluido como de estructura integrando las respectivas formas HB de las ecuaciones gobernantes en pseudo-tiempo, y luego acopla los dos campos en pseudo-tiempo utilizando un enfoque particionado. Se adopta un procedimiento separado para determinar la frecuencia VIV en cada iteración de acoplamiento de código, lo que permite la convergencia simultánea de las variables de ambos campos en una única ejecución del solucionador. Para los casos considerados aquí, se predicen vibraciones de bloqueo en un rango de números de Reynolds, dentro y fuera del rango resonante. Los resultados se verifican mediante un método de precisión temporal y también se validan contra datos experimentales anteriores, demostrando la eficiencia y robustez del enfoque de acoplamiento de código en pseudo-tiempo.
Descripción
Se presenta en este trabajo un enfoque de acoplamiento de código en pseudo-tiempo basado en el balance armónico (HB) aplicado a un problema de vibración inducida por vórtices (VIV) de un cilindro circular en un régimen de flujo laminar de bajo número de Reynolds. A diferencia del acoplamiento físico en el tiempo utilizado en métodos tradicionales de precisión temporal, este nuevo enfoque actualiza tanto los campos de fluido como de estructura integrando las respectivas formas HB de las ecuaciones gobernantes en pseudo-tiempo, y luego acopla los dos campos en pseudo-tiempo utilizando un enfoque particionado. Se adopta un procedimiento separado para determinar la frecuencia VIV en cada iteración de acoplamiento de código, lo que permite la convergencia simultánea de las variables de ambos campos en una única ejecución del solucionador. Para los casos considerados aquí, se predicen vibraciones de bloqueo en un rango de números de Reynolds, dentro y fuera del rango resonante. Los resultados se verifican mediante un método de precisión temporal y también se validan contra datos experimentales anteriores, demostrando la eficiencia y robustez del enfoque de acoplamiento de código en pseudo-tiempo.