I Simposio de Postgrado 2023. Ingeniería, ciencias e innovación

MÓDULO_ 06 Ingeniería Mecánica y Fluidodinámica 124 EFECTOS CINEMÁTICOS DE UN FLUJO ROTACIONAL SOBRE UN CILINDRO HORIZONTAL. COMPARATIVA ENTRE SIMULACIONES NUMÉRICAS CFD Y ANEMOMETRÍA LASER DOPPLER LDA RESUMEN El problema de suspensión hidrodinámica ha sido objeto de estudio en investigaciones previas; en estos artículos, los au- tores emplearon teoría de lubricación y utilizaron cuerpos como paralelepípedos o cilindros [1-3]. El presente trabajo tiene como objetivo determinar el campo de flujo y los efectos cinemáticos sobre un cilindro cilíndrico hueco ubicado libremente dentro de una celda tipo Taylor-Cou- ette horizontal [4]. Se llevaron a cabo simulaciones numéricas utilizando una geometría 3D y el método de volúmenes finitos en OpenFoam y Ansys Fluent para una posición fija del cilindro dentro de la celda Taylor-Couette. Se aplicó un número de Reynolds definido por Re D =U 0 D 2 /ν siendo U 0 es la velocidad de rotación del cilindro exterior, D 2 el diámetro del cilindro hueco y ν es la viscosidad cinemática del fluido (agua). Para verificar los resultados de las simulaciones numéricas, se midió el campo de velocidades mediante ane- mometría láser Doppler (LDA) a lo largo de la celda, y los datos proporcionados por esta técnica se utilizaron para la validación. Junto a las mediciones anteriores, se realizó una visualización del campo de velocidades al interior de la celda, implementando la técnica de velocimetría de partículas por imágenes (PIV) con partículas trazadoras de esferas de vidrio de 5 µm de diámetro. AGRADECIMIENTOS Nicolás Molina Godoy agradece el financiamiento de ANID a través de su programa de becas de doctorado, ANID-PFCHA/Doctorado_ Nacional/2020-21200878, al programa de equipamiento científico y tecnológico, FONDEQUIP EQM190029 y al laboratorio de combustión y fluidodinámica por el uso de sus instalaciones. REFERENCIAS [1] T. Mullin, H. Ockendon, and J. R. Ockendon, “Levitation by thin viscous layers,” Journal of Fluid Mechanics, vol. 888, p. A17, 2020. [2] J. Eggers, R. R. Kerswell and T. Mullin, “Balancing a cylinder on a thin vertical layer of viscous fluid” , Phys. Rev. E, vol. 87, p. 065001, June 2013 [3] M. P. Dalwadi, R. Cimpeanu, H. Ockendon, J. Ockendon, and T. Mullin, “Levitation of a cylinder by a thin viscous film, ” Journal of Fluid Mechanics, vol. 917, p. A28, 2021. [4] R.H. Hernández, A. Vial and C. Barraud, “ Motion of a free cylinder inside a rotating water-filled drum ”, Phys. Fluids, vol. 27, p. 083602, August 2015. Nicolás Molina Godoy 1* , R.H. Hernández 1 , J.C. Elicer-Cortés 1 1 LEAF-NL, Departamento e Ingeniería Mecánica, Universidad de Chile. *E-mail: nicolas.molina@ug.uchile.cl