Comparación de Resultados de Software CFD (Adina y Fluent) Frente a Soluciones Existentes para el Flujo en un Canal con Dos Obstáculos

Abstract

El presente trabajo de titulación tuvo como objetivo someter a los programas comerciales ADINA y FLUENT al problema de fluido dinámica correspondiente a un flujo bidimensional al interior de un canal de placas planas con dos obstáculos de sección cuadrada ubicados transversalmente a la dirección del flujo, y comparar los resultados arrojados por estos programas con los obtenidos mediante algoritmos numéricos programados en el Departamento de Ingeniería Mecánica mediante lenguaje FORTRAN, tanto para el caso de flujo laminar como para el caso de flujo turbulento. La metodología que se siguió fue la siguiente: se analizó la literatura existente referente a flujos laminares y turbulentos dentro de un canal de placas planas con obstáculos; se definieron las dimensiones de la geometría del canal y el tamaño de las mallas de tal manera que éstas fueran las mismas que las utilizadas en los algoritmos numéricos programados en FORTRAN, a fin de comparar los resultados una vez realizadas las simulaciones en ambos programas; se definió el fluido que entra al canal y su temperatura, de esta manera se pudo definir las propiedades físicas del fluido; se simuló el caso de flujo laminar y el caso de flujo turbulento en ambos programas y mediante software auxiliares se manejaron los datos y se confeccionaron los distintos gráficos y tablas. En cuanto al seteo de los programas, se definió el problema a resolver en las interfaces de ambos, tratando de no ”favorecer” a un software sobre el otro, por ejemplo: se asignaron mallas iguales, tipo de elementos iguales, modelos de fluidos y de turbulencia, etc. Finalmente se recopilaron todos los resultados, tanto de los programas como los obtenidos en las memorias anteriores de Paredes y Pap, y estos se presentaron de manera individual y comparativa en forma de gráficos y tablas. En el caso de flujo laminar, los resultados obtenidos mediante ADINA y FLUENT en comparación con los obtenidos por Paredes presentaron una alta similitud para los distintos coeficientes de importancia considerados en este trabajo (coeficientes de fricción, arrastre y sustentación, número de Nusselt y frecuencia de oscilación del flujo). En el caso de flujo turbulento, se obtuvo una alta diferencia para un coeficiente en particular: coeficiente de sustentación, no obstante, en los otros coeficientes considerados se obtuvo diferencias dentro de un margen aceptable, considerando que se utilizó un modelo estadístico de turbulencia.