Análisis de un Método Embebido en Volúmenes Finitos para Contornos Inmersos

ZAMORA, ESTEBAN; STORTI M.; BATTAGLIA, L.; CRUCHAGA, MARCELA

Valparaíso,

Congreso; JMC2021 - XIX Jornadas de Mecánica Computacional; 2021

Sociedad Chilena de Mecánica Computacional

Los métodos embebidos son de interés para representar cuerpos inmersos en un dominio fluido, cerrado y/o abierto, como son por ejemplo problemas de sedimentación de sólidos o estructuras marinas como boyas de generación de energía. En este trabajo se presenta una técnica embebida dentro del marco del método de volúmenes finitos implementada en un código abierto Code Saturne, utilizando mallas fijas. La técnica se basa en la penalización sobre el volumen con un término tipo Darcy para representar el cuerpo. A efectos de representar la interacción fluido estructura, las fuerzas del fluido sobre el cuerpo se calculan integrando en el volumen los términos de penalización. Este tipo de metodología permite representar el movimiento de sólidos inmersos en forma simplificada y facilita el tratamiento de problemas con multicuerpos incluyendo los efectos con las paredes del dominio, siendo una técnica computacionalmente económica. En particular, en este trabajo, se analiza numéricamente la convergencia del método propuesto en problemas de referencia para diferentes condiciones de flujo. Como primer análisis se presenta la acción de paredes con el fluido, estas son las condiciones de contorno representadas por la metodología. Se evalúa el efecto de los tamaños de malla y pasos temporales, así como del parámetro de penalización. Los problemas para presentar involucran, por ejemplo, placas paralelas con condiciones periódicas en su contorno, primer y segundo problema de Stokes, entre otros de estudio.