Una revisión de los métodos de vórtices y sus aplicaciones: desde la creación hasta los avances recientes
Autores: Mimeau, Chloé; Mortazavi, Iraj
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Una revisión de los métodos de vórtices y sus aplicaciones: desde la creación hasta los avances recientes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Visión general
Métodos de vórtices
Simulación de flujo
Métodos de partículas
Ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles
Simulaciones numéricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo de revisión presenta una visión general de los Métodos de Vórtices para la simulación de flujos y sus diferentes subenfoques, desde su creación hasta el presente. Los métodos de partículas se distinguen por su descripción intuitiva y natural del flujo de fluidos, así como por su baja disipación numérica y su estabilidad. Los métodos de vórtices pertenecen a enfoques lagrangianos y nos permiten resolver las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles en su formulación de velocidad-vorticidad. En las últimas tres décadas, la amplia gama de trabajos de investigación realizados sobre estos métodos nos ha permitido resaltar su robustez y precisión, al tiempo que proporcionan algoritmos computacionales eficientes y un sólido marco matemático. Por otro lado, se han dedicado muchos esfuerzos a superar sus principales dificultades intrínsecas, basándose principalmente en el tratamiento de las condiciones de contorno y la distorsión de la distribución de partículas. La presente revisión tiene como objetivo describir los métodos de vórtices siguiendo su evolución cronológica y proporciona para cada etapa de su desarrollo el marco matemático, las fortalezas y límites, así como referencias a aplicaciones y simulaciones numéricas. El artículo concluye con una presentación de algunos trabajos desafiantes y muy recientes basados en métodos de vórtices y aplicados con éxito a problemas como la hidrodinámica, la dinámica de estelas turbulentas, flujos de sedimentos o porosos.
Descripción
Este artículo de revisión presenta una visión general de los Métodos de Vórtices para la simulación de flujos y sus diferentes subenfoques, desde su creación hasta el presente. Los métodos de partículas se distinguen por su descripción intuitiva y natural del flujo de fluidos, así como por su baja disipación numérica y su estabilidad. Los métodos de vórtices pertenecen a enfoques lagrangianos y nos permiten resolver las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles en su formulación de velocidad-vorticidad. En las últimas tres décadas, la amplia gama de trabajos de investigación realizados sobre estos métodos nos ha permitido resaltar su robustez y precisión, al tiempo que proporcionan algoritmos computacionales eficientes y un sólido marco matemático. Por otro lado, se han dedicado muchos esfuerzos a superar sus principales dificultades intrínsecas, basándose principalmente en el tratamiento de las condiciones de contorno y la distorsión de la distribución de partículas. La presente revisión tiene como objetivo describir los métodos de vórtices siguiendo su evolución cronológica y proporciona para cada etapa de su desarrollo el marco matemático, las fortalezas y límites, así como referencias a aplicaciones y simulaciones numéricas. El artículo concluye con una presentación de algunos trabajos desafiantes y muy recientes basados en métodos de vórtices y aplicados con éxito a problemas como la hidrodinámica, la dinámica de estelas turbulentas, flujos de sedimentos o porosos.