Modelación del movimiento de un cuerpo rígido en un medio viscoso

Abstract

En este trabajo se propone el estudio del movimiento de un
cuerpo rígido en un medio viscoso. Para la simulación se resolverán
las ecuaciones de Navier-Stokes acopladas a la descripción del frente
material o interfaz (superficie del cuerpo). La solución numérica de
estas ecuaciones se realiza en el marco del método de elementos
finitos. Para la descripción de la evolución de la interfaz se aplica
una técnica de seguimiento lagrangeano de superficies móviles. Se
propone el estudio de diferentes modelos numéricos para la descripción
del movimiento de un cilindro y una esfera desplazándose por su propio
peso en un medio viscoso. Se evalúa el efecto en la velocidad terminal
de caída de la distancia del cuerpo a las paredes y de su
geometría. Los resultados numéricos obtenidos se compararán con
valores analíticos reportados en la literatura y con experiencias
físicas sencillas realizadas en el contexto de este estudio.