{"id":117097,"date":"2015-05-02T00:00:00","date_gmt":"2015-05-02T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/numerical-modeling-of-simple-laboratory-experiments-of-rotating-flows\/"},"modified":"2015-05-02T00:00:00","modified_gmt":"2015-05-02T00:00:00","slug":"numerical-modeling-of-simple-laboratory-experiments-of-rotating-flows","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/fisica-de-fluidos\/numerical-modeling-of-simple-laboratory-experiments-of-rotating-flows\/","title":{"rendered":"Numerical modeling of simple laboratory experiments of rotating flows"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Jos\u00e9 Manuel Lopez Alonso <\/strong><\/h2>\n<p>A pesar de que se han llevado a cabo numerosos estudios en el \u00e1mbito de los fluidos turbulentos, su din\u00e1mica as\u00ed como las causas que originan la turbulencia contin\u00faan planteando multiples interrogantes. Los experimentos sobre transici\u00f3n a la turbulencia se realizan  generalmente en instalaciones con  geometr\u00edas sencillas que permiten aislar los mecanismos f\u00edsicos responsables de los cambios din\u00e1micos en el sistema. Sin embargo, el problema es muy complejo y,  a pesar de la simplicidad de los experimentos, es muy dificil alcanzar conclusiones definitivas sobre muchos de los fen\u00f3menos que se observan. Desde hace unas d\u00e9cadas las simulaciones num\u00e9ricas complementan el trabajo de laboratorio, lo que ha acelerado notablemente el progreso de las investigaciones y tambi\u00e9n mejorado su calidad. Para comparar de una manera eficaz los resultados num\u00e9ricos y experimentales es esencial llevar a cabo un proceso de  calibraci\u00f3n, en el cual las posibles discrepancias se identifican y se realizan ajustes (normalmente modificaciones en la formulaci\u00f3n del problema) para minimizarlas al m\u00e1ximo.  los resultados de esta tesis pretenden servir de ayuda en el proceso de calibraci\u00f3n para el caso de fluidos en rotaci\u00f3n y sometidos a un gradiente de temperatura, los cuales son de gran inter\u00e9s en  aplicaciones industriales, geof\u00edsicas y astrof\u00ed\u00c2\u00adsicas. Se han realizado simulaciones num\u00e9ricas del flujo contenido en cavidades cil\u00edndricas y anulares, sometidos a gradientes t\u00e9rmicos tanto verticales como horizontales (convecci\u00f3n de rayleigh&#8211;b\u00e9nard rotativa y flujos de taylor&#8211;couette con calentamiento lateral). Entre las t\u00e9cnicas de \u00e1nalisis num\u00e9rico que se han empleado para la realizaci\u00f3n de la tesis se encuentran la simulaci\u00f3n directa de las ecuaciones, an\u00e1lisis de estabilidad lineal, m\u00e9todos de continuaci\u00f3n o an\u00e1lisis de series temporales.  se han investigado tres fuentes de discrepancias entre resultados num\u00e9ricos y experimentales. En primer lugar mostramos un detallado estudio sobre como una rotura de simetr\u00ed\u00c2\u00ada debida a imperfecciones en un experimento f\u00ed\u00c2\u00adsico modifica la din\u00e1mica de los sistemas idealizados que se emplean en simulaciones num\u00e9ricas. Un ejemplo en el caso de convecci\u00f3n de rayleigh&#8211;b\u00e9nard rotativa es ilustrado en el cual las simulaciones capturan el comportamiento experimental cuando la rotura de simetr\u00eda se introduce en la formulaci\u00f3n del problema a trav\u00e9s de las condiciones de contorno. En segundo lugar, consideramos la influencia de los efectos centr\u00edfugos, generalmente despreciados en el estudio de fluidos en rotaci\u00f3n. Esto puede ocasionar importantes diferencias con los resultados experimentales en aquellos casos d\u00f3nde las fuerzas centr\u00ed\u00c2\u00adfugas desempe\u00f1en un papel  relevante. Por este motivo proporcionamos una sencilla aproximaci\u00f3n de tipo boussinesq  que permite considerar los efectos centr\u00ed\u00c2\u00adfugos en un sistema de referencia inercial, incluyendo  efectos secundarios debidos a la rotaci\u00f3n diferencial o una fuerte vorticidad interna, los cuales no hab\u00ed\u00c2\u00adan sido considerados en ninguna formulaci\u00f3n anterior. Tercero, discutimos la influencia de las tapaderas en la din\u00e1mica de modelos simples para el estudio de flujos barocl\u00ed\u00c2\u00adnicos.  El objetivo es identificar el grado en que simulaciones axialmente peri\u00f3dicas, con un menor coste computacional, pueden ser usadas para reproducir resultados experimentales.  En este problema se observa que las capas l\u00ed\u00c2\u00admite producen un fuerte efecto estabilizador, que aumenta a medida que se incrementa el gradiente t\u00e9rmico,  y provoca grandes discrepancias con respecto al origen de inestabilidad en el caso peri\u00f3dico. Finalmente, se ha realizado un estudio num\u00e9rico de un escenario de bifurcaci\u00f3n  que ha sido reportado recientemente en experimentos sobre flujos de taylor&#8211;couette isot\u00e9rmicos. La particularidad de este problema es la  aparici\u00f3n de estados globales caracterizados por oscilaciones de gran amplitud localizadas en algunos de sus vortices. Los resultados experimentales y num\u00e9ricos concuerdan.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Numerical modeling of simple laboratory experiments of rotating flows<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Numerical modeling of simple laboratory experiments of rotating flows <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Jos\u00e9 Manuel Lopez Alonso <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Polit\u00e9cnica de catalunya<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 05\/02\/2015<\/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>Francisco Marqu\u00e9s Truyol<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: Carlos Manuel del Pino pe\u00f1as <\/li>\n<li>bjorn Hof (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 Jos\u00e9 Manuel Lopez Alonso A pesar de que se han llevado a cabo numerosos estudios en el 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