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Un tutorial de CFD en Julia: Introducción a la teoría de la capa límite laminar

Autores: Oz, Furkan; Kara, Kursat

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Un tutorial de CFD en Julia: Introducción a la teoría de la capa límite laminar


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Simulaciones numéricas
Ecuaciones de la capa límite laminar
Resistencia por fricción en la piel
Separación del flujo
Calentamiento aerodinámico
Lenguaje de programación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las simulaciones numéricas de las ecuaciones de la capa límite laminar se utilizan para investigar los orígenes de la resistencia por fricción en la piel, la separación del flujo y los conceptos de calentamiento aerodinámico en cursos avanzados de dinámica de fluidos/aerodinámica a nivel de pregrado y posgrado. Una capa límite es una delgada capa de fluido cerca de una superficie sólida, y los efectos viscosos la dominan. Los estudiantes deben comprender la modelización de la física del flujo e implementar métodos numéricos para llevar a cabo simulaciones exitosas. Escribir códigos de computadora para resolver ecuaciones numéricamente es una parte crítica del proceso de simulación. Julia es un nuevo lenguaje de programación diseñado para combinar rendimiento y productividad. Es dinámico y rápido. Sin embargo, es crucial entender las capacidades de un nuevo lenguaje de programación antes de intentar usarlo en un nuevo proyecto. En este artículo, se derivan desde cero y se resuelven numéricamente problemas fundamentales de flujo como las ecuaciones de flujo de Blasius, Hiemenz, Homann y Falkner-Skan utilizando el lenguaje Julia. Utilizamos el esquema de diferencias finitas para discretizar las ecuaciones gobernantes, empleamos el algoritmo de Thomas para resolver el sistema lineal resultante y comparamos los resultados con los datos publicados. Además, publicamos los códigos de Julia en GitHub para acortar la curva de aprendizaje para los nuevos usuarios y discutimos las ventajas de Julia sobre otros lenguajes de programación. Encontramos que el lenguaje Julia tiene ventajas significativas en productividad sobre otros lenguajes de codificación. Los lectores interesados pueden acceder a los códigos de Julia en nuestra página de GitHub.

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