Fluid dynamic characterization of vortex generators and two-dimensional turbulent wakes

Tesis doctoral de Unai Fernandez Gamiz

Resumen de la tesis de 4000 caracteres máximo (si se superan los 4000 se cortará automáticamente) lugar fecha ingeniería mecánica, fluidos y aeronáutica220504220403220404unai fernandez gamizel principal objetivo de esta tesis es la caracterizacion fluidodinamica del flujo en la estela de un generador de vortices asi como la investigacion de su influencia en la separacion de la capa limite. Para ello se han llavado a cabo diversas simulaciones numericas y se ha analizado el caso particular de un unico generador de vortices en una placa plana. Para evaluar el efecto del flujo inducido por el generador de vortices se ha diseñado un generador de vortices rectangular y se ha analizado numericamente. Se han realizado simulaciones en estado estacionario en tres dimensiones a bajos numeros de reynolds y se han comparado con datos experimentales para estudiar la autosemejanza y la simetria helicoidal en el flujo en la estela de un generador de vortices. Los resultados computacionales han sido capaces de reproducir con considerable fiabilidad de los vortices generados en la estela del generador de vortices. Ademas, se ha realizado un estudio detallado bidimensional de los parametros que definen el equilibrio de la estela en dos diferentes casos: una doble placa plana y un perfil aerodinamico simetrico (naca0012). Ambos casos han sido analizados numericamente y los resultados han sido comparados con datos experimentales. se ha estudiado la autosimilitud en la estela de ambas geometrias y los resultados numericos muestran una alta coincidencia con los datos experimentales. Esta tesis ha sido dividida en 5 partes fundamentales:parte i. En esta parte se ha presentado tanto la importancia que este trabajo de investigacion tiene en el mundo cientifico e industrial asi como la principal motivacion para llevar a cabo estas investigaciones. Se ha descrito detalladamente los diferentes modelos existentes sobre generadores de vortices haciendo especial hincapie en aquellos cuya aplicacion primordial sea las turbinas eolicas. Ademas se ha hecho una extensa explicacion sobre el estado del arte de la autosemejanza y los parametros de equilibrio de estelas turbulentas bidimensionales.Parte ii. Los tres capitulos que componen esta parte son la base fundamental de esta tesis. En esta parte de la tesis, se ha realizado una descripcion detallada de los modelos de generadores de vortices usados en esta investigacion asi como una comparacion de los resultados computacionales con datos experimentales en tunel de viento llevados a cabo por c.M. Velte, como herramienta de validacion de los resultados computacionales. En el capitulo 5 se describe exhaustivamente como se ha implantado el bay model dentro del codigo cfd ellipsys3d. Esta implementacion se ha hecho en estrecha colaboracion con p.E. Rethore y n.N. S?Rensen. por ultimo, el capitulo 7 describe el estudio parametrico sobre la dependencia del angulo de ataque del generador de vortices. Para este estudio parametrico se han selecionado cuatro angulos de ataque deferentes: 20º, 25º, 30º y 35º.Parte iii. Esta parte de la tesis describe el comportamiento de autosimilaridad de la estela aguas abajo de un generador de vortices rectangular sobre una placa plana. Las simulaciones han demostrado alta fiabilidad a la hora de capturar el comportamiento helicoidal de la estela cuando se comparan con datos experimentales.Parte iv. Esta parte contiene una descripcion de la autosimilaridad y de los parametros que definen el estado de equilibrio de la estela bidimensional aguas abajo de dos diferentes casos: una doble placa plana y un perfil aerodinamico simetrico (naca0012). Ambos casos se han estudiado numericamente y se han comparado con datos experimentales llevados a cabo por hebbar 1986.

 

Datos académicos de la tesis doctoral «Fluid dynamic characterization of vortex generators and two-dimensional turbulent wakes«

  • Título de la tesis:  Fluid dynamic characterization of vortex generators and two-dimensional turbulent wakes
  • Autor:  Unai Fernandez Gamiz
  • Universidad:  Politécnica de catalunya
  • Fecha de lectura de la tesis:  26/11/2013

 

Dirección y tribunal

  • Director de la tesis
    • Eduard Egusquiza Estéfez
  • Tribunal
    • Presidente del tribunal: franí§ois Avellan
    • ekaitz Zulueta guerrero (vocal)
    • (vocal)
    • (vocal)

 

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