Caracterización numérico–experimental del flujo bidimensional alrededor de la sección transversal de una tobera

Abstract

Este estudio empieza describiendo el flujo viscoso alrededor de un cuerpo 2D sin influencia de la superficie libre y se revisaron las ecuaciones fundamentales de los fluidos. Luego usando la técnica experimental LDA, y, en forma numérica, mediante el programa COMSOL, se determinaron los campos de velocidad bidimensional alrededor de la sección transversal de una tobera a diferentes velocidades. Para la experimentación se elaboraron dos modelos de madera, uno con la forma continua y otro formado por segmentos de recta, para luego determinar la influencia de las aristas. En la zona posterior de los modelos, tanto en los resultados experimentales como en los numéricos, se nota la formación de la estela, caracterizada por una variación elevada de la velocidad axial, que llega hasta el cambio en el sentido de movimiento. Se nota también la influencia de la velocidad del flujo libre sobre la amplitud y el tamaño de la zona del Contraflujo. Las distribuciones de presión obtenidas en forma numérica, muestran diferencias entre las caras inferior y superior de los modelos, lo que lleva a concluir que se tendrá una fuerza de sustentación neta sobre la sección. Finalmente, de la comparación de resultados no se observó grandes variaciones entre los flujos alrededor de las secciones Continua y Segmentada, en el rango de velocidades probado.