Contrastación de esquemas numéricos 1D recurriendo al análisis de la convergencia de regímenes estacionarios en una tobera de Laval

EZEQUIEL JOSÉ LÓPEZ; JORGE ALBERTO TOTH; NORBERTO MARCELO NIGRO

Santa Fe - Paraná

Congreso; VII Congreso Argentino de Mecánica Computacional MECOM 2002; 2002

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Basado en la aplicación del Método de las Características al flujo compresible, este trabajo propone un código numérico hábil para capturar y seguir la evolución temporal de choques y discontinuidades de contacto. La contrastación más simple consiste en chequear los resultados numéricos del problema de Riemann con la solución exacta correspondiente. Asimismo, el código soportó un test más exigente, la simulación del flujo transitorio, adiabático e invíscido en una tobera de Laval prolongada desde la descarga mediante un conducto de idéntica sección a la propia de descarga. El escurrimiento en la condición de diseño se obtuvo numéricamente, siendo satisfactorio el ajuste de los resultados con la respectiva predicción exacta. Asumiendo desarrollado el régimen de diseño, en el extremo de salida de esa extensión se impuso la formación de un choque, el cual, conforme su intensidad, progresa a favor o en contra del flujo. Fueron analizadas varias situaciones comprendidas en el último caso considerando que, al momento de aparecer el choque y sobre su lado corriente abajo, es establecida una presión intermedia entre las de entrada y de descarga en régimen de diseño. En consecuencia, a la formación del choque le sucede un flujo transiente que deriva hacia un régimen permanente accesible analíticamente. El excelente acuerdo entre estas soluciones exactas y los correspondientes campos numéricos convergidos corrobora la validez del código.