Análisis del movimiento turbulento en los fluidos aplicado a la caracterización de flujos cortantes libres
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Date
2018-11
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
El presente trabajo tiene como finalidad el estudio del fenómeno de la turbulencia a
nivel fundamental y con carácter de endogenización de dicho conocimiento, en el marco
de la determinación de ecuaciones genéricas que caractericen la mecánica de los flujos
cortantes no confinados, entendidos estos como uno de los casos más comunes de los
distintos flujos que existen en la naturaleza y como aplicaciones industriales.
Para ello primero se comenzó con la recopilación de antecedentes históricos y trabajos
importantes relacionados al fenómeno de la turbulencia; luego un estudio exhaustivo
de la teoría de flujo turbulento, con los conocimientos subyacentes implicados, esto es,
análisis matemático, teoría estadística, mecánica de fluidos, etc. Con el cuerpo de
conocimientos teóricos se decidió abordar el problema de la caracterización de los flujos
cortantes no confinados mediante el modelo de las ecuaciones promediadas de
conservación y transporte para el caso de estela turbulenta de un cilindro en un flujo
isotérmico y estela turbulenta de un cilindro calentado.
Los resultados obtenidos con las consideraciones de flujo incompresible, bidimensional,
estadísticamente estacionario, con propiedades físicas del fluido constantes y región
alejada de la estela; muestran que al abordar el problema en un primer nivel de
complejidad con las ecuaciones promediadas y estableciendo restricciones especificas es
posible la caracterización del caso en cuestión y abre paso a estudios posteriores
relacionados a los métodos de solución de dichas ecuaciones.
Description
The purpose of this work is to study the phenomenon of turbulence at a fundamental
level and as an endogenization of said knowledge, within the framework of the
determination of generic equations that characterize the mechanics of unbounded shear
flows, understood as one of the most common cases of the different flows that exist in
nature and as industrial applications.
To do this, we first began with the compilation of historical background and important
works related to the phenomenon of turbulence; then an exhaustive study of the theory
of turbulent flow, with the underlying knowledge involved, that is, mathematical
analysis, statistical theory, fluid mechanics, etc. With the set of theoretical knowledge,
it was decided to approach the problem of the characterization of the unbounded shear
flows by means of the model of the conservation and transport averaged equations for
the turbulent wake of a cylinder in an isothermal flow and turbulent wake of a cylinder
heated.
The results obtained with the considerations of incompressible flow, bidimensional,
statistically stationary, with constant physical properties of the fluid and remote region
of the wake; show that by approaching the problem at a first level of complexity with
the averaged equations and establishing specific restrictions, the characterization of
the case in question is possible and opens the way to further studies related to the
methods of solving these equations.
Keywords
Flujos cortantes no confinados