Evaluación de la Ley de Biot-Savart Asociada a una Distribución Espacial Arbitraria de Vorticidad por Medio del Método de Elementos Finitos

LUCIANO M. NITARDI; DEAN T. MOOK; SERGIO PREIDIKMAN; BRUNO A. ROCCIA

Río Cuarto, Provincia de Córdoba

Congreso; VII MACI 2019 - VII Congreso de Matemática Aplicada, Computacional e Industrial; 2019

Universidad Nacional de Río Cuarto/ Asociación Argentina de Matemática Aplicada, Computacional e Industrial

En la actualidad el método de red de vórtices ha ganado popularidad en el estudio de problemas caracterizados por flujos altamente no estacionarios, tales como: aeronaves con alas mutantes, micro vehículos aéreos, y grandes turbinas eólicas, entre otros. En este artículo se presenta el desarrollo de una técnica numérica para evaluar la integral de Biot-Savart por medio de la utilización de elementos finitos isoparamétricos. El procedimiento para llevar a cabo dicho cálculo se puede resumir en tres pasos fundamentales: i) discretización, mediante elementos finitos, de la región del espacio donde la vorticidad es no-nula, V; ii) evaluación numérica de la integral a nivel del elemento maestro; y iii) cómputo de la velocidad en un punto arbitrario, debida a la vorticidad contenida en V. El procedimiento propuesto fue validado contrastando los resultados numéricos con la solución analítica (exacta) para el caso de una esfera.