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Propagación de Olas de Choque y su Difracción en un Canal Anular

Autores: Volkov, Konstantin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Propagación de Olas de Choque y su Difracción en un Canal Anular


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Estudio computacional
Propagación de ondas de choque
Conducto anular
Difracción
Geometría curva
Ondas transmitidas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se lleva a cabo un estudio computacional sobre la propagación y difracción de ondas de choque en un ducto anular. La geometría curva y la obstrucción central de la configuración anular generan fenómenos de onda complejos que no se observan típicamente en canales lineales. Se analiza en detalle la evolución de los frentes de choque incidentes, sus interacciones con las paredes interna y externa, y los patrones de difracción resultantes. Se presta especial atención a la formación de ondas reflejadas y transmitidas, así como a los efectos de la curvatura y las dimensiones del canal sobre la intensidad del choque y la velocidad de propagación. Se utilizan simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) de alta resolución para capturar características de flujo transitorio, y los resultados se validan con datos experimentales disponibles. Se realizan simulaciones en una variedad de geometrías anulares con diferentes radios de curvatura y números de Mach de entrada. Las simulaciones en un rango de números de Mach de entrada (1.5-3.0) y radios de curvatura muestran que el aumento de la curvatura intensifica el enfoque del choque cerca de la pared interna, elevando los picos de presión local en hasta un 20%, mientras que promueve una atenuación más rápida de la onda transmitida aguas abajo. A números de Mach más altos, el choque reflejado transita de la reflexión regular a la reflexión de Mach, produciendo estructuras de punto triple. La comparación de las estructuras de choque entre configuraciones muestra un buen acuerdo con las observaciones experimentales. Los hallazgos mejoran la comprensión de la dinámica de choques en geometrías no estándar y tienen implicaciones para el diseño de motores de detonación, sistemas de detonación por pulso y análisis de seguridad en entornos confinados.

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