Solución numérica de las ecuaciones de Navier-Stokes mediante el uso del software comercial MATLAB

Abstract

Se llevaron a cabo las simulaciones numéricas del flujo de Stokes y de las ecuaciones de Navier-Stokes. En el caso del flujo de Stokes, las ecuaciones de momentum se discretizaron mediante el Método de las Diferencias Finitas. El comportamiento del flujo se estudió en tres geometrías diferentes: un canal recto, un canal con expansión y un canal con orificio y expansión. Se simuló un aceite de viscosidad estándar y un número de Reynolds de 0.001 para todos los casos del flujo de Stokes. En la segunda parte del trabajo, las ecuaciones de Navier-Stokes se discretizaron mediante el Método de los Volúmenes Finitos, y la geometría que se analizó fue el "Escalón Hacia Atrás". Se simularon 6 diferentes números de Reynolds: 50,100,200,400,600 y 800. Se desarrolló la interpolación Rhie-Chow mediante el Método de los Volúmenes Finitos, algo que no se había hecho antes. Los resultados obtenidos de las longitudes de los vórtices se compararon y se validaron con una investigación experimental y 3 investigaciones numéricas.