Simulación del flujo reptante exterior a un toro tridimensional mediante el método de elementos de borde

SARRAF, SOFÍA SOLEDAD; LÓPEZ, EZEQUIEL JOSÉ; RODRIGUEZ, GUSTAVO A.; D'ELÍA, JORGE

Salta

Congreso; X Congreso Argentino de Mecánica Computacional; 2012

Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Salta y el Centro Internacional de Métodos Computacionales en Ingeniería (CIMEC - CONICET - UNL)

Se presenta una validación de la solución numérica del flujo reptante estacionario alrededor de un toroide tridimensional obtenida mediante el método de elementos de borde. En particular, se aplican tanto la técnica por ponderación de Galerkin (o GBEM, por Galerkin Boundary Element Method), como por colocación al centroide de los elementos; las cuales ya fueron mostradas en artículos previos (e.g. D´Elía et al., "A Galerkin boundary element method for Stokes flow around bodies with sharp corners and edges", Mecánica Computacional, vol. XXVIII, 2009). La motivación del presente trabajo consiste en la validación del método aplicado para otras geometrías con soluciones semi-analíticas, además de la esfera y los esferoides oblatos y prolatos. En particular se valida la curva de la fuerza viscosa de arrastre en función del diámetro del toroide relativo a su grosor, tanto con respecto a una solución semi-analítica, como a mediciones experimentales de laboratorio, ambas tomadas de la literatura. En la solución semi-analítica, como es conocido en este tipo de geometrías, intervienen las funciones de Legendre de primera y de segunda clase, de orden uno pero de grados semi-enteros, también denominados armónicos toroidales.