Aplicación del Método de Lagrange a la Solución Numérica de un Flujo Laminar Transversal a un Cilindro Infinito

Abstract

Este trabajo tiene por objeto simular en forma numérica el flujo externo de una corriente laminar incompresible, en régimen permanente para bajos números de Reynolds alrededor de un cuerpo sólido de sección cilíndrica.
La solución del problema, es obtenido al resolver las ecuaciones de conservación de masa y cantidad de movimiento bidimensionales.
El método numérico escogido para resolver el acoplamiento entre la presión y la velocidad juntamente con las ecuaciones no lineales de conservación, es una combinación del método transientes de las características y el de los volúmenes finitos. Se adoptó el sistema de coordenadas curvilíneas para que de esta forma la malla se adopte a la geometría del cuerpo. La malla se definió a partir de la solución potencial alrededor de un cilindro.
Una vez que se alcanzó el régimen permanente de la corriente, son analizados el campo de velocidades, la distribución de presiones y la tensión de corte. Posteriormente se calcula el coeficiente de resistencia debido a la presión dinámica y a la tensión de origen viscoso generado entre el fluido y la pared sólida del cuerpo.
Los resultados locales y valores medios se comparan con los resultados disponibles, obtenidos estos, en forma tanto experimental como numérica; lográndose una buena concordancia entre los mismos.