Simulación Numérica de Problemas Termomecánicos

2000

Se presenta una metodologia para simular numericamente el crecimiento de una barra de sedimentacion en un estuario, generada por la conscruccion de una isla artificial. Se tiene en cuenta el regimen impermanente producido por la marea y el caracter fino del sedimento. Dado el disimil entre las escalas temporales hidrodinamicas y de evolucion morfologica, se plantea una tecnica en la cual se determinan y ensayan escertarios de marea medio anuales. Luego de cada actualizacion de la morfologia se vuelven a calcular las condiciones hidrodinamicas, hasta llegar al estado final de equilibrio. Se utilizan un modelo hidrodinamico y uno sedimentologico de tipo bidimensional, previamente desarrollados. Tambien se incluye el efecto de las olas. La metodologia se aplica a las islas artificiales diseinadas para proteger las pilas del puente principal del proyecto de conexion fisica Buenos Aires-Colonia, sobre el Rio de la Plata.

2000

In the present work, a finite element formulation for non-isothermal incompressible flows is presented including phase-change effects and moving interfaces between inmiscible fluids. The weak form of the full Navier-Stokes equations is written using a generalized upwinding technique. A temperature-based algorithm is applied in the solution of the phase-change terms. The interface is defined using an independent mesh which is updated using a lagrange an scheme. The proposed methodology is applied in the numerical analyses of the isothermal filling of a step shaped mould and the non-isothermal flow in a vertical obstructured channel problem.

Palabras Clave: elementos finitos, grandes deformaciones, acoplamiento termomecánico.

Información tecnológica, 2009

Resumen En este trabajo se desarrolló un nuevo y práctico código computacional, para simular el comportamiento térmico en régimen transitorio de flujo de gas en redes de ductos, en presencia de varios tipos de componentes como válvulas, compresores, intercambiadores de calor, y bifurcaciones. El modelo matemático está basado en los principios de conservación de masa, cantidad de movimiento lineal y energía, además de ecuaciones constitutivas para los diversos componentes. La solución de las ecuaciones de conservación fue realizada usando el método de los volúmenes finitos. Diversos casos de estudio fueron analizados utilizando circuitos con diferentes tipos de bifurcación y varias combinaciones de puntos de admisión y descarga, localizados a lo largo de las líneas de los gasoductos. Los resultados de las pruebas fueron comparados con datos obtenidos usando un software comercial, presentando excelente concordancia.

Este trabajo tuvo dos objetivos: a) caracterizar los defectos en función del tipo de tocho utilizado (barra redonda o palanquilla con sección cuadrada), y del grado de recalcado inicial (upsetting), y b) evaluar tanto la energía como la fuerza necesarias para el conformado, en cada uno de los experimentos computacionales realizados. Como resultado de las simulaciones con Simufact.Forming, fue por un lado posible establecer los diferentes tipos de defectos resultantes. Mientras que, usando barras redondas, resultaron faltas de llenado en los extremos de los tres salientes de la tuerca, pliegues perimetrales concéntricos con los diámetros en una de las caras de apoyo, y falta de material sobre la cavidad interior, en el caso de las palanquillas, las faltas de llenado fueron significativamente mayores, y particularmente, sobre la pared vertical interna, se ubicaron próximos a la cara de apoyo de la cavidad central más profunda, y en coincidencia con los tres salientes perimetrales. En ...

Selección de Modelos Termodinámicos en la Simulación de Procesos

Información útil para seleccionar modelos termodinámicos en simulación de procesos

Mecánica Computacional, 2000

1985

Este trabajo resume el estado del arte de la solución numérica de los problemas de transmisión de calor con cambio de fase. Su objetivo consiste en presentar algoritmos en función de su capacidad de encarar problemas ingenieriles, dejando de lado los aspectos teóricos referidos a la convergencia de la solución numérica a-la solución matemática clásica del problema. Se detallan las ventajas y desventajas de los diferentes esquemas para que se pueda efectuar la selección del método más conveniente para un problema determinado. Asimismo se indican cuáles son las tendencias de investigación actuales y las posibilidades futuras en el área. Se incluye una serie de ejemplos numéricos para remarcar los aspectos destacables de los métodos tratados en el trabajo.

2007

Colectores solares donde el fluido de trabajo es aire, pueden ser utilizados en el acondicionamiento térmico de locales. La implementación de técnicas de cálculo numérico que permiten la simulación de procesos, donde el movimiento del aire se genera por variaciones de densidad, constituye una herramienta importante que permite evaluar las principales variables involucradas en el funcionamiento de este tipo de colectores. Por ejemplo predecir la temperatura en función del tiempo, el flujo a la salida del colector, etc. En este trabajo se muestran resultados de una simulación bidimensional para un colector solar calentador de aire y se comparan resultados con valores obtenidos experimentalmente para casi un día completo de funcionamiento del colector. .

En este trabajo se presenta un modelo matemático que describe el comportamiento dinámico de una cerámica piezoeléctrica comercial vibrando en modo espesor. Dicho modelo resuelve, mediante diferencias finitas, las ecuaciones piezoeléctricas que relacionan los fenómenos mecánicos y eléctricos que se producen en este tipo de materiales, y simula el comportamiento de algunas variables físicas puntuales-como campo eléctrico o velocidad de partícula-en el dominio de tiempo. Asimismo, se ha implementado un entorno gráfico en Matlab que permite realizar las simulaciones de forma sencilla y asequible a todos los usuarios. Esta interfaz contempla dos tipos de estudio: excitación de la cerámica en banda ancha y excitación a una sola frecuencia. Como valores de salida el programa facilita, una vez finalizada la simulación de las variables dependientes del tiempo, los distintos parámetros piezoeléctricos de la cerámica y su respuesta eléctrica en el dominio de la frecuencia (curvas de admitancia e impedancia). Los resultados obtenidos permiten, además de predecir los modos propios de vibración y la respuesta eléctrica, comprender el efecto de piezoelectricidad en la respuesta mecánica de un medio material.

uo.edu.cu

Palabras clave: diseño de sistemas de control asistido por computadora, álgebra computacional, álgebra simbólica, simulación, modelos matemáticos y generador de vapor. For experimental studio and model verification of a non linear and multivariable drum boiler dynamic, hybrid approaches, symbolic and numerical by digital simulation with Matlab have been built. The developed computational functions permit: the automated experimentation, make flexible the analytic computation of mathematical models on everywhere point in the operation region and, by this way, a more effective coming closer to whole plant description is facilitated.

1998

Los procesos que ocurren en una cavidad de dos dimensiones, llena con dos fluidos, son estudiados a traves de un modelo numerico. Los efectos de la tension superficial y de las fuerzas gravitacionales son incorporados en la discretizacion del problema. En adicion, la interface entre los fluidos es permitida que se deforme, y su posicion es obtenida como parte de la solucion del problema. En este articulo, la atencion es dirigida al estudio de los efectos de las condiciones de frontera en la evolucion de las distribuciones de velocidad y temperatura dentro de la cavidad.

Pedagogía y Sociedad, 2017

Empleo de los métodos numéricos y el excel en la solución de problemas de termodinámica.

2011

Los tornados son fenomenos muy violentos que pueden ocasionar danos materiales y perdidas de vida. Pueden producirse en determinadas zonas y tienen un efecto localizado y devastador. Por su naturaleza y ocurrencia no es sencillo medir velocidades y presiones de los mismos. A los efectos de estudiarlos se suele utilizar dispositivos que reproducen en laboratorios las condiciones de formacion de tornados. En este trabajo se trata el modelado numerico de tornados. Para ello se ha utilizado el software PETSc-FEM (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation - Finite Element Method), desarrollado en el CIMEC (Centro Internacional de Metodos Computacionales para Ingenieria), basado en elementos finitos y que utiliza procesamiento distribuido (calculo paralelo), corriendo sobre el cluster Aquiles del CIMEC, compuesto por 82 nodos de calculo. PETSc-FEM modela las ecuaciones de Navier-Stokes no estacionarias incompresibles, mediante una formulacion SUPG/PSPG (Streamline-Upwind Pet...