Evaluación de la ley de biot-savart en flujos dominados por vorticidad por medio del método de elementos finitos

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

Rio Cuarto

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

Universidad Nacional de Río Cuarto

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.