Técnicas para definir la cinemática de mallas adaptables a dominios con fronteras móviles

EZEQUIEL JOSÉ LÓPEZ; JORGE ALBERTO TOTH; NORBERTO MARCELO NIGRO

Bariloche

Congreso; XIV Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones ENIEF 2004; 2004

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Este trabajo expone cuatro métodos hábiles para definir la cinemática de mallas adaptables a dominios con fronteras móviles. El movimiento de los nodos de la grilla constituye un requerimiento fundamental en la resolución de problemas CFD mediante la técnica ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian). Asumiendo una malla inicial, una de las metodologías propuestas minimiza la distorsión de los elementos de la malla mientras transcurre la deformación del dominio. La distorsión de los elementos se evalúa mediante una apropiada relación geométrica de calidad. Las técnicas restantes se basan en la resolución de una EDP elíptica, dos de ellas requiriendo la equiseparación de las líneas de flujo de calor sobre cada superficie isoterma al asimilar el problema con uno de conducción de calor. En la última propuesta, cada dominio instantáneo se asimila a la sección de un sólido al nivel z = f(t), una función continua monótonamente creciente. El eje z surca los centros geométricos de los sucesivos dominios yuxtapuestos. Para un intervalo temporal 0 < t <= tf, las trayectorias de los nodos fueron identificadas con las líneas de flujo de calor correspondientes un problema térmico estacionario ficticio, cuya solución la determinan un salto térmico oportuno y apropiadas condiciones de contorno. La conductividad fue modulada mediante el campo de temperatura de un transiente diseñado a propósito de uniformar la intensidad del flujo sobre las superficies isotermas. En todos los casos, la malla inicial determinó la topología de las sucesivas mallas. Adicionalmente, se aplican dos de los métodos al mallando las cámaras de compresión de un nuevo motor rotativo, comparándose los resultados obtenidos.