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Simulación Multifásica No Estacionaria del Flujo en un Amortiguador Oleopneumático

Autores: Sheikh Al-Shabab, Ahmed A.; Grenko, Bojan; Silva, Paulo A. S. F.; Antoniadis, Antonis F.; Tsoutsanis, Panagiotis; Skote, Martin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Simulación Multifásica No Estacionaria del Flujo en un Amortiguador Oleopneumático


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Complejo
Multifísica
Amortiguadores
Metodología de simulación
Análisis de campo de flujo
Mezcla multifásica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El flujo interno en los amortiguadores oleo-neumáticos es un problema complejo de multifísica que combina la interacción entre un flujo turbulento altamente inestable y la mezcla multifásica, entre otros efectos. El objetivo es presentar una metodología de simulación validada que facilite la predicción del rendimiento del amortiguador al capturar la física del flujo interno dominante. Esto se logra simulando una prueba de caída de aproximadamente 1 tonelada con una velocidad vertical de contacto inicial de 2.7 m/s, correspondiente a un chorro ligero. El solucionador de campo de flujo es ANSYS Fluent, utilizando un sistema multifásico bidimensional axialmente simétrico no estacionario con una condición de contorno de velocidad de entrada variable en el tiempo correspondiente a la tasa de carrera del pistón del amortiguador. La tasa de carrera se calcula utilizando un modelo de sistema dinámico de dos ecuaciones del amortiguador bajo la carga aplicada. La simulación se valida contra mediciones experimentales de la fuerza total en el amortiguador durante la carrera, además de controles físicos estándar. El análisis del campo de flujo se centra en la mezcla multifásica y su influencia en la capa de cizallamiento libre turbulenta y el flujo de recirculación. Se sugiere un enfoque de índice de mezcla para facilitar la cuantificación sistemática del proceso de mezcla e identificar las distintas etapas de la interacción. Se encuentra que la interacción gas-aceite tiene un impacto significativo en el desarrollo del flujo en la cámara superior del amortiguador, donde una mezcla fuerte conduce a un flujo periódico de pequeñas burbujas de gas que se alimentan en la capa de cizallamiento del chorro desde burbujas más grandes en zonas de recirculación, especialmente en la esquina entre la placa de orificio y la pared exterior del amortiguador.

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