{"id":116404,"date":"2018-03-11T10:45:29","date_gmt":"2018-03-11T10:45:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/numerical-simulation-of-multiphase-flows-level-set-techniques\/"},"modified":"2018-03-11T10:45:29","modified_gmt":"2018-03-11T10:45:29","slug":"numerical-simulation-of-multiphase-flows-level-set-techniques","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/fisica-de-fluidos\/numerical-simulation-of-multiphase-flows-level-set-techniques\/","title":{"rendered":"Numerical simulation of multiphase flows: level-set techniques"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> N\u00e9stor Balc\u00e1zar Arciniega <\/strong><\/h2>\n<p>\u00e9sta tesis se enfoca en el desarrollo de m\u00e9todos num\u00e9ricos basados en la aplicaci\u00f3n de t\u00e9cnicas level-set para la simulaci\u00f3n num\u00e9rica directa (dns) de flujos interfaciales y flujos de superficie libre, con el objetivo de ser usados tanto en investigaci\u00f3n b\u00e1sica como en aplicaciones industriales.  primero, el m\u00e9todo level-set conservativo desarrollado para la captura de interfaces entre dos fluidos, es combinado con un esquema de proyecci\u00f3n adaptado para un fluido de densidad variable, con el objetivo de simular flujos de dos fases en mallas no estructuradas.  Todas las ecuaciones son discretizadas mediante una aproximaci\u00f3n de vol\u00famenes finitos sobre un arreglo de malla colocada.  Un esquema de alto orden cuya formulaci\u00f3n se basa en el uso de limitadores de flujo, es usado para la discretizaci\u00f3n de los t\u00e9rminos convectivos, mientras que los flujos difusivos son calculados mediante diferencias centradas.  Los gradientes son calculados mediante el m\u00e9todo de los m\u00ednimos cuadrados, en tanto que se asume que las propiedades f\u00edsicas var\u00edan suavemente en una zona estrecha alrededor de la interface con el objetivo de evitar inestabilidades num\u00e9ricas.  La tensi\u00f3n superficial es incorporada mediante el enfoque de la fuerza superficial continua.  El m\u00e9todo num\u00e9rico es validado con respecto a los datos experimentales y num\u00e9ricos reportados en la literatura cient\u00edfica.  segundo, el m\u00e9todo level-set conservativo es aplicado en el estudio del flujo de burbujas conducidas por la gravedad.  A diferencia de los casos precedentes, se aplica una condici\u00f3n de frontera peri\u00f3dica en la direcci\u00f3n vertical, con el objetivo de simular un canal de longitud infinita.  La forma y velocidad terminal de una burbuja ascenciendo en un l\u00edquido inicialmente en reposo son calculadas y contrastadas con los resultados reportados en la literatura.  Adicionalmente se estudia la interacci\u00f3n hidrodin\u00e1mica de un par de burbujas para diferentes configuraciones, y finalmente se explora la interacci\u00f3n de un emjambre de burbujas ascendiendo en un canal vertical.  en la tercera parte de \u00e9sta tesis, se presenta una nueva metodolog\u00eda para la simulaci\u00f3n de flujos interfaciales conducidos por la tensi\u00f3n superficial, mediante la combinaci\u00f3n de los m\u00e9todos volume-of-fluid y level-set.  La idea principal se basa en usar el m\u00e9todo volume-of-fluid para advectar la interface, minimizando las p\u00e9rdidas de masa, mientras que las propiedades geom\u00e9tricas de la interface se calculan a partir de una funci\u00f3n level-set obtenida mediante un algoritmo geom\u00e9trico iterativo.  La propiedades geom\u00e9tricas as\u00ed calculadas son usadas para el c\u00f3mputo de la tensi\u00f3n superficial.   El m\u00e9todo num\u00e9rico es validado mediante casos bi y tri-dimensionales bien conocidos en la literatura cient\u00edfica.  La conservaci\u00f3n de la masa es excelente en tanto que la precisi\u00f3n del m\u00e9todo es altamente satisfactoria incluso en los casos m\u00e1s complejos.  en la cuarta parte de \u00e9sta tesis se presenta un nuevo m\u00e9todo level-set de m\u00faltiples marcadores.  \u00e9ste m\u00e9todo es dise\u00f1ado para llevar a cabo simulaciones num\u00e9ricas de part\u00edculas de fluido deformables, evitando la coalescencia num\u00e9rica de las interfaces.  Cada part\u00edcula de fluido es capturada por una funci\u00f3n level-set distinta, as\u00ed, diferentes interfaces pueden ser resueltas en el mismo volumen de control, evitando la coalescencia artificial y potencialmente no-f\u00edsica de las part\u00edculas fluidas.  Por lo tanto, las burbujas (o gotas) pueden acercarce y colisionar.  El algoritmo es propuesto en el contexto del m\u00e9todo level-set conservativo, mientras que la tensi\u00f3n superficial se resuelve mediante una adaptaci\u00f3n del enfoque de la fuerza superficial continua.  Para su validaci\u00f3n, se estudia el impacto conducido por la gravedad de una gota sobre una interface l\u00edquido-l\u00edquido; luego, se estudia la collisi\u00f3n de dos gotas con salida rebotante, y finalmente el m\u00e9todo num\u00e9rico es aplicado para la simulaci\u00f3n de un enjambre de burbujas sin coalescencia num\u00e9rica.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Numerical simulation of multiphase flows: level-set techniques<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Numerical simulation of multiphase flows: level-set techniques <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 N\u00e9stor Balc\u00e1zar Arciniega <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 30\/09\/2014<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Assensi Oliva Llena<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: carles david P\u00e9rez segarra <\/li>\n<li>Francisco Javier Rey Martinez (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<li>  (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de N\u00e9stor Balc\u00e1zar Arciniega \u00e9sta tesis se enfoca en el desarrollo de m\u00e9todos num\u00e9ricos basados en la aplicaci\u00f3n 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