Simulación numérica de la propulsión de cuerpos oscilantes en un fluido incompresible

Abstract

En el presente trabajo, se estudia el comportamiento de geometrías bidimen- sionales deformables que están inmersas en un fluido incompresible a bajos nú- meros de Reynolds. Se lleva acabo el estudio de los patrones de flujo generados alrededor de dos cuerpos deformables: (1) un filamento que oscila de manera si- milar a como lo hacen las medusas en la naturaleza y (2) un cilindro deformable que va desde una configuración circular hasta una elipsoidal. Ambas geometrías cambian su forma como función del tiempo. Las ecuaciones de Navier-Stokes de forma adimensional se resuelven con el método de Elementos espectrales (SEM), empleando mallas móviles y la formulación ALE. El motivo de esta in- vestigación es conocer bajo qué régimen de flujo las superficies deformables son capaces o no de tener propulsión. Como resultado, se concluye que en el cilin- dro deformable al incrementar la frecuencia de oscilación su capacidad de tener propulsión también aumenta. Mientras que para el caso del filamento oscilante, la propulsión se debe en gran medida a la diferencia de presiones inducida por el campo de vorticidades sobre las superficie medusa al deformarse.