http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/66907 2026-11-01T12:14:35Z 2026-11-01T12:14:35Z Herrera, Matías Agustín Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194813 2026-05-21T20:34:54Z 2023-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical simulation of fluid-dynamic interaction between cylinder and airfoil in flutter conditions XXXIX Congreso Argentino de Mecánica Computacional - I Congreso Argentino Uruguayo de Mecánica Computacional (Concordia - Salto, 6 al 9 de noviembre de 2023); Mecánica Computacional; vol. XL, no. 28 Los dispositivos de cosecha de energía eólica han empezado a ser de gran interés en los últimos años, ya que, representan una alternativa viable para la obtención de energía y en particular, para la alimentación de pequeños dispositivos electrónicos de bajo consumo instalados en zonas sin acceso a la red eléctrica, o en zonas rurales, y que por sus características deben permanecer por largo tiempo en dichas zonas, tales como dispositivos de adquisición de datos o instrumentales de medición de variables climáticas, sensores inalámbricos, entre otros. En el presente trabajo se analiza numéricamente mediante Ansys Fluent, la interacción entre un cilindro y un perfil aerodinámico inmersos en una corriente de aire. El perfil aerodinámico posee propiedades de masa e inercia ajustados para obtener la condición de flutter en la corriente de aire, y se encuentra vinculado a un marco de referencia fijo mediante resortes que cuantifican sus rigideces a flexión y a torsión. Mediante tal arreglo, se busca cuantificar la interacción aerodinámica a partir del análisis del coeficiente de potencia del perfil (potencia adimensional, extraída del aire), estudiado en función de parámetros tales como la separación entre cilindro y perfil, la frecuencia de flutter, frecuencia de desprendimientos de vórtices del cilindro, entre otros. Los resultados son analizados y comparados cualitativamente con resultados encontrados en la bibliografía.; Wind energy harvesting devices have become of great interest in recent years, since they represent a viable alternative for obtaining energy and powering small low-consumption electronic devices installed in areas without access to the electrical network, or in rural areas where they must remain for a long time, such as acquisition devices or instruments for measuring climatic variables, or wireless sensors. In the present work, the interaction between cylinder and airfoil immersed in an airflow is numerically analyzed using Ansys Fluent. The airfoil has mass and inertia properties adjusted to obtain the flutter condition, and it is linked to a fixed reference frame by means of springs that quantify their bending and torsion stiffness. It is sought to quantify the aerodynamic interaction from the analysis of the power coefficient of the airfoil (dimensionless power, extracted from the air), based on parameters such as the separation between cylinder and airfoil, flutter frequencies and vortex shedding frequencies. The results are analyzed and compared with results found in the bibliography.

2023-01-01T00:00:00Z Los dispositivos de cosecha de energía eólica han empezado a ser de gran interés en los últimos años, ya que, representan una alternativa viable para la obtención de energía y en particular, para la alimentación de pequeños dispositivos electrónicos de bajo consumo instalados en zonas sin acceso a la red eléctrica, o en zonas rurales, y que por sus características deben permanecer por largo tiempo en dichas zonas, tales como dispositivos de adquisición de datos o instrumentales de medición de variables climáticas, sensores inalámbricos, entre otros. En el presente trabajo se analiza numéricamente mediante Ansys Fluent, la interacción entre un cilindro y un perfil aerodinámico inmersos en una corriente de aire. El perfil aerodinámico posee propiedades de masa e inercia ajustados para obtener la condición de flutter en la corriente de aire, y se encuentra vinculado a un marco de referencia fijo mediante resortes que cuantifican sus rigideces a flexión y a torsión. Mediante tal arreglo, se busca cuantificar la interacción aerodinámica a partir del análisis del coeficiente de potencia del perfil (potencia adimensional, extraída del aire), estudiado en función de parámetros tales como la separación entre cilindro y perfil, la frecuencia de flutter, frecuencia de desprendimientos de vórtices del cilindro, entre otros. Los resultados son analizados y comparados cualitativamente con resultados encontrados en la bibliografía. Wind energy harvesting devices have become of great interest in recent years, since they represent a viable alternative for obtaining energy and powering small low-consumption electronic devices installed in areas without access to the electrical network, or in rural areas where they must remain for a long time, such as acquisition devices or instruments for measuring climatic variables, or wireless sensors. In the present work, the interaction between cylinder and airfoil immersed in an airflow is numerically analyzed using Ansys Fluent. The airfoil has mass and inertia properties adjusted to obtain the flutter condition, and it is linked to a fixed reference frame by means of springs that quantify their bending and torsion stiffness. It is sought to quantify the aerodynamic interaction from the analysis of the power coefficient of the airfoil (dimensionless power, extracted from the air), based on parameters such as the separation between cylinder and airfoil, flutter frequencies and vortex shedding frequencies. The results are analyzed and compared with results found in the bibliography. Marletta, Valentina Torres Zanardi, Juan Manuel Herrera, Matías Agustín Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194808 2026-05-21T20:34:55Z 2023-01-01T00:00:00Z

Articulo Evaluation of the effectiveness of the surface roughness model in RANS simulations for flat plates without pressure gradient and aerodinaymic airfoils XXXIX Congreso Argentino de Mecánica Computacional - I Congreso Argentino Uruguayo de Mecánica Computacional (Concordia - Salto, 6 al 9 de noviembre de 2023); Mecánica Computacional; vol. XL, no. 13 Este estudio se enmarca en un proyecto de investigación que busca analizar numéricamente el efecto aerodinámico de la rugosidad y la erosión en los perfiles de palas de aerogeneradores. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es analizar las predicciones y limitaciones de la simulación numérica de placas planas y perfiles aerodinámicos con rugosidad, comparando con resultados experimentales. Por un lado, se realizan estudios numéricos del flujo turbulento, a diferentes números de Reynolds, sobre una placa plana lisa y placas con diferentes valores rugosidad. Por otro lado, se extiende el estudio para analizar el flujo sobre perfiles aerodinámicos con rugosidad en el borde de ataque, utilizando un perfil NACA 63(3)-418, a diferentes ángulos de ataque. Las simulaciones, del tipo RANS (Reynolds Average Navier-Stokes) con modelo de turbulencia k-w SST (Shear Stress Transport), se realizaron utilizando el programa ANSYS Fluent.; This study is part of a research project aimed at numerically analyzing the aerodynamic penalties of roughness and erosion on a wind turbine blade airfoil. Therefore, the goal of this work is to analyze the predictions and limitations of the numerical simulations for flat plates and airfoils with roughness and compare them with experimental data. Firstly, numerical studies of turbulent flow at different Reynolds numbers are conducted on a smooth flat plate and on plates with varying levels of roughness. Secondly, the study is extended to analyze flow over airfoils with leading edge roughness, using a NACA 63(3)-418 at different angles of attack. The simulations are RANS- based (Reynolds Average Navier-Stokes) with the k-w SST (Shear Stress Transport) turbulence model and were performed using ANSYS Fluent software.

2023-01-01T00:00:00Z Este estudio se enmarca en un proyecto de investigación que busca analizar numéricamente el efecto aerodinámico de la rugosidad y la erosión en los perfiles de palas de aerogeneradores. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es analizar las predicciones y limitaciones de la simulación numérica de placas planas y perfiles aerodinámicos con rugosidad, comparando con resultados experimentales. Por un lado, se realizan estudios numéricos del flujo turbulento, a diferentes números de Reynolds, sobre una placa plana lisa y placas con diferentes valores rugosidad. Por otro lado, se extiende el estudio para analizar el flujo sobre perfiles aerodinámicos con rugosidad en el borde de ataque, utilizando un perfil NACA 63(3)-418, a diferentes ángulos de ataque. Las simulaciones, del tipo RANS (Reynolds Average Navier-Stokes) con modelo de turbulencia k-w SST (Shear Stress Transport), se realizaron utilizando el programa ANSYS Fluent. This study is part of a research project aimed at numerically analyzing the aerodynamic penalties of roughness and erosion on a wind turbine blade airfoil. Therefore, the goal of this work is to analyze the predictions and limitations of the numerical simulations for flat plates and airfoils with roughness and compare them with experimental data. Firstly, numerical studies of turbulent flow at different Reynolds numbers are conducted on a smooth flat plate and on plates with varying levels of roughness. Secondly, the study is extended to analyze flow over airfoils with leading edge roughness, using a NACA 63(3)-418 at different angles of attack. The simulations are RANS- based (Reynolds Average Navier-Stokes) with the k-w SST (Shear Stress Transport) turbulence model and were performed using ANSYS Fluent software. Brocchi, Ana Clara Scarabino, Ana Elena Herrera, Matías Agustín Bacchi, Federico Torres Zanardi, Juan Manuel http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194806 2026-05-21T20:34:57Z 2023-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical study of the sloshing damping system in a cylindrical tank XXXIX Congreso Argentino de Mecánica Computacional - I Congreso Argentino Uruguayo de Mecánica Computacional (Concordia - Salto, 6 al 9 de noviembre de 2023); Mecánica Computacional; vol. XL, no. 2 El fenómeno de "sloshing” se refiere al movimiento oscilante indeseado de un líquido dentro de un recipiente parcialmente lleno. Cuando el líquido está en movimiento dentro de un tanque de un vehículo espacial, causa aceleraciones adicionales y desplazamientos del centro de masa, lo cual afecta la estabilidad del vehículo y, especialmente, el control, durante diferentes etapas del vuelo. En este trabajo, se realiza un análisis del sistema de amortiguación de oleaje en un tanque cilíndrico de uso aeroespacial. Se llevó a cabo una simulación numérica utilizando el modelo multifásico VOF para analizar el movimiento del combustible presurizado dentro del tanque al aplicar una perturbación definida arbitrariamente, con el objetivo de evaluar la eficiencia del sistema. Se evaluaron las fuerzas laterales generadas por la oscilación del fluido en la pared del tanque a lo largo del tiempo, y se compararon los resultados del amortiguamiento obtenidos analíticamente con los resultados obtenidos en la simulación.; The "sloshing" phenomenon refers to the unwanted oscillating movement of a liquid inside a partially filled container. When the liquid is in motion inside a tank, it causes additional accelerations and displacements of the mass center, affecting the stability of the vehicle and, especially, the control during different flight stages. This paper analyzes the wave damping system in a cylindrical tank for aerospace use. A numerical simulation was carried out using the multiphase VOF model to analyze the movement of the pressurized fuel inside the tank when applying an arbitrarily defined disturbance, with the objective of evaluating the efficiency of the system. The lateral forces generated by the oscillation of the fluid on the tank wall over time were evaluated, and the damping results obtained analytically were compared with the results obtained in the simulation.

2023-01-01T00:00:00Z El fenómeno de "sloshing” se refiere al movimiento oscilante indeseado de un líquido dentro de un recipiente parcialmente lleno. Cuando el líquido está en movimiento dentro de un tanque de un vehículo espacial, causa aceleraciones adicionales y desplazamientos del centro de masa, lo cual afecta la estabilidad del vehículo y, especialmente, el control, durante diferentes etapas del vuelo. En este trabajo, se realiza un análisis del sistema de amortiguación de oleaje en un tanque cilíndrico de uso aeroespacial. Se llevó a cabo una simulación numérica utilizando el modelo multifásico VOF para analizar el movimiento del combustible presurizado dentro del tanque al aplicar una perturbación definida arbitrariamente, con el objetivo de evaluar la eficiencia del sistema. Se evaluaron las fuerzas laterales generadas por la oscilación del fluido en la pared del tanque a lo largo del tiempo, y se compararon los resultados del amortiguamiento obtenidos analíticamente con los resultados obtenidos en la simulación. The "sloshing" phenomenon refers to the unwanted oscillating movement of a liquid inside a partially filled container. When the liquid is in motion inside a tank, it causes additional accelerations and displacements of the mass center, affecting the stability of the vehicle and, especially, the control during different flight stages. This paper analyzes the wave damping system in a cylindrical tank for aerospace use. A numerical simulation was carried out using the multiphase VOF model to analyze the movement of the pressurized fuel inside the tank when applying an arbitrarily defined disturbance, with the objective of evaluating the efficiency of the system. The lateral forces generated by the oscillation of the fluid on the tank wall over time were evaluated, and the damping results obtained analytically were compared with the results obtained in the simulation. Bacchi, Federico Burbridge, Horacio Pedro Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194801 2026-05-21T20:34:58Z 2022-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical study of the flow in valves and mandrels for injection of polymers XXXVIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Bahía Blanca, 1 al 4 de noviembre de 2022); Mecánica Computacional; vol. XXXIX, no. 35 Después de las recuperaciones primaria y secundaria los reservorios contienen un porcentaje importante de crudo remanente y, para lograr su extracción, se requiere de la implementación de métodos de recuperación mejorada (EOR); entre ellos se encuentra la inyección de químicos, gas y solventes. Hoy en día, la inyección de soluciones poliméricas es uno de los métodos implementados a escala comercial y con el cual se puede llegar a recuperar un importante porcentaje del petróleo remanente, dependiendo de factores técnicos y económicos. Estos polímeros se caracterizan por tener un comportamiento no newtoniano, en el que la relación entre la viscosidad aparente y la tasa de deformación puede ser aproximada por modelos matemáticos semiempíricos, como el modelo de dos parámetros de Carreau. En el análisis de flujo es importante conocer cómo varía la tasa de deformación local, ya que, si este parámetro supera un valor umbral, se produce la rotura de cadenas moleculares y con ello se modifican radicalmente las propiedades reológicas del polímero. En este trabajo se analiza de forma numérica el flujo a través de dos mandriles de uso en la industria para inyección de agua, pero para un flujo de polímero con parámetros reológicos determinados experimentalmente en Y-TEC para ajustar su comportamiento a un modelo de Carreau. Los resultados incluyen la caída de presión, coeficientes de pérdida y tasas de deformación.; After primary and secondary recovery, reservoirs still contain a significant percentage of remaining oil, requiring enhanced recovery methods (EOR), like injection of chemicals, gas or solvents, for its extraction. Nowadays, the injection of polymeric solutions is one of the methods implemented on a commercial scale to recover a significant percentage of the remaining oil. These solutions are characterized by a non-Newtonian behavior, in which the relationship between apparent viscosity and deformation rate can be approximated by Carreau's semiempirical two-parameter model. Nevertheless, in the flow analysis, it is important to monitor the local strain rate, since, if this parameter exceeds a threshold value, molecular chain breakage occurs, and the rheological properties of the polymer change radically. In this work, the flow through two injection mandrels is analyzed numerically for a polymer flow with rheological parameters determined experimentally at Y-TEC. The results include pressure drop at operating flow rate, loss coefficients and deformation rates.

2022-01-01T00:00:00Z Después de las recuperaciones primaria y secundaria los reservorios contienen un porcentaje importante de crudo remanente y, para lograr su extracción, se requiere de la implementación de métodos de recuperación mejorada (EOR); entre ellos se encuentra la inyección de químicos, gas y solventes. Hoy en día, la inyección de soluciones poliméricas es uno de los métodos implementados a escala comercial y con el cual se puede llegar a recuperar un importante porcentaje del petróleo remanente, dependiendo de factores técnicos y económicos. Estos polímeros se caracterizan por tener un comportamiento no newtoniano, en el que la relación entre la viscosidad aparente y la tasa de deformación puede ser aproximada por modelos matemáticos semiempíricos, como el modelo de dos parámetros de Carreau. En el análisis de flujo es importante conocer cómo varía la tasa de deformación local, ya que, si este parámetro supera un valor umbral, se produce la rotura de cadenas moleculares y con ello se modifican radicalmente las propiedades reológicas del polímero. En este trabajo se analiza de forma numérica el flujo a través de dos mandriles de uso en la industria para inyección de agua, pero para un flujo de polímero con parámetros reológicos determinados experimentalmente en Y-TEC para ajustar su comportamiento a un modelo de Carreau. Los resultados incluyen la caída de presión, coeficientes de pérdida y tasas de deformación. After primary and secondary recovery, reservoirs still contain a significant percentage of remaining oil, requiring enhanced recovery methods (EOR), like injection of chemicals, gas or solvents, for its extraction. Nowadays, the injection of polymeric solutions is one of the methods implemented on a commercial scale to recover a significant percentage of the remaining oil. These solutions are characterized by a non-Newtonian behavior, in which the relationship between apparent viscosity and deformation rate can be approximated by Carreau's semiempirical two-parameter model. Nevertheless, in the flow analysis, it is important to monitor the local strain rate, since, if this parameter exceeds a threshold value, molecular chain breakage occurs, and the rheological properties of the polymer change radically. In this work, the flow through two injection mandrels is analyzed numerically for a polymer flow with rheological parameters determined experimentally at Y-TEC. The results include pressure drop at operating flow rate, loss coefficients and deformation rates. Herrera, Matías Agustín Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico Torres Zanardi, Juan Manuel http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194799 2026-05-21T20:34:59Z 2022-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical simulation of "flutter" in a flexible wing model XXXVIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Bahía Blanca, 1 al 4 de noviembre de 2022); Mecánica Computacional; vol. XXXIX, no. 26 El objetivo del trabajo consiste en reproducir numéricamente el fenómeno de flutter resultado de la interacción fluido-estructura (FSI), en un ala previamente construida, y ensayada experimentalmente en el túnel de viento del Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental (LaCLyFA) de la Facultad de Ingeniería (UNLP). Para ello, se realizó el relevamiento de la geometría del modelo y se realizaron en primer lugar simulaciones estructurales con el programa MECHANICAL de ANSYS, con mallas de elementos del tipo sólidos, elementos viga (beam) y del tipo placas (shells), buscando así el modelo más simplificado posible. De dichos modelos se obtuvieron los modos y frecuencias naturales, verificando su concordancia con los obtenidos experimentalmente. Posteriormente, se realizaron simulaciones del dominio fluidodinámico, mediante el software Fluent (ANSYS), para condiciones del flujo estacionarias, con el objetivo de validar, en primer lugar, las deformaciones elásticas estáticas producidas en ausencia de flutter. Se realizaron análisis de acoplamiento unidireccional y bidireccional: en este último caso, en cada paso de tiempo, se considera el desplazamiento de los nodos de la malla en la interfaz fluido-estructura, debido a la deformación elástica, y se corrige la solución obtenida en el dominio fluidodinámico debido al desplazamiento de la interfaz.; The aim of this work is to reproduce numerically the phenomenon of flutter resulting from the fluid-structure interaction (FSI) in a wing previously built and experimentally tested in the wind tunnel at the Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental (LaCLyFA), Facultad de Ingeniería (UNLP). The wing geometry was draw and structural simulations were carried out with ANSYS MECHANICAL, comparing results obtained with solid elements and structural elements of type beam and shell. Natural modes and frequencies were obtained with good agreement with experimental measurements. Then, computational fluid dynamics (CFD) simulations were performed, using the ANSYS FLUENT in order to study the steady fluid-structure interaction, that is, the static elastic deformations due to aerodynamic loads in the absence of flutter. Both one- and two way coupling analysis were implemented. In the latter, at each time step, the displacement of the mesh nodes due to the deformation of the structure at the fluid-structure interface is considered, and the fluid dynamic field is updated for the deformed wing geometry.

2022-01-01T00:00:00Z El objetivo del trabajo consiste en reproducir numéricamente el fenómeno de flutter resultado de la interacción fluido-estructura (FSI), en un ala previamente construida, y ensayada experimentalmente en el túnel de viento del Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental (LaCLyFA) de la Facultad de Ingeniería (UNLP). Para ello, se realizó el relevamiento de la geometría del modelo y se realizaron en primer lugar simulaciones estructurales con el programa MECHANICAL de ANSYS, con mallas de elementos del tipo sólidos, elementos viga (beam) y del tipo placas (shells), buscando así el modelo más simplificado posible. De dichos modelos se obtuvieron los modos y frecuencias naturales, verificando su concordancia con los obtenidos experimentalmente. Posteriormente, se realizaron simulaciones del dominio fluidodinámico, mediante el software Fluent (ANSYS), para condiciones del flujo estacionarias, con el objetivo de validar, en primer lugar, las deformaciones elásticas estáticas producidas en ausencia de flutter. Se realizaron análisis de acoplamiento unidireccional y bidireccional: en este último caso, en cada paso de tiempo, se considera el desplazamiento de los nodos de la malla en la interfaz fluido-estructura, debido a la deformación elástica, y se corrige la solución obtenida en el dominio fluidodinámico debido al desplazamiento de la interfaz. The aim of this work is to reproduce numerically the phenomenon of flutter resulting from the fluid-structure interaction (FSI) in a wing previously built and experimentally tested in the wind tunnel at the Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental (LaCLyFA), Facultad de Ingeniería (UNLP). The wing geometry was draw and structural simulations were carried out with ANSYS MECHANICAL, comparing results obtained with solid elements and structural elements of type beam and shell. Natural modes and frequencies were obtained with good agreement with experimental measurements. Then, computational fluid dynamics (CFD) simulations were performed, using the ANSYS FLUENT in order to study the steady fluid-structure interaction, that is, the static elastic deformations due to aerodynamic loads in the absence of flutter. Both one- and two way coupling analysis were implemented. In the latter, at each time step, the displacement of the mesh nodes due to the deformation of the structure at the fluid-structure interface is considered, and the fluid dynamic field is updated for the deformed wing geometry. Torres Zanardi, Juan Manuel Herrera, Matías Agustín Paparazzo, Diego Bacchi, Federico Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194602 2026-05-19T04:31:54Z 2022-01-01T00:00:00Z

Articulo Redesign and performance comparisons of a hydrokinetic turbine operating in low velocity flow XXXVIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Bahía Blanca, 1 al 4 de noviembre de 2022); Mecánica Computacional; vol. XXXIX, no. 15 En una turbina hidrocinética el flujo del cual se extrae la energía rodea por completo a la turbina y la energía aprovechable viene de parte de la energía cinética de la corriente. Debido a esta característica, se diseñan generalmente para cauces de agua con alta velocidad. Sin embargo, toda corriente de agua puede producir una cantidad de energía aprovechable. En nuestro país existen innumerables locaciones con ríos y arroyos de llanura en los que una turbina hidrocinética podría proporcionar una cierta cantidad de energía. El objetivo de este trabajo es evaluar numéricamente el funcionamiento de una turbina hidrocinética, diseñada originalmente para una velocidad de agua de 6 m/s, en corrientes de baja velocidad, obtener los coeficientes adimensionales de potencia, torque, empuje y caudal bajo estas condiciones de operación y compararlos con los de la condición de diseño, y finalmente proponer modificaciones de diseño tendientes a mejorar su performance en cauces de baja velocidad. Para ello se utilizará el programa ANSYS Fluent, con un modelo MRF (Multiple Reference Frames) estacionario para la rotación y un modelo k- ω SST (Shear Stress Transport) para la turbulencia.; A hydrokinetic turbine operates completely submerged inside a water stream, harvesting part of the flow kinetic energy, much like a wind turbine in the wind. Because of this, they are generally designed to operate in high velocity water streams. However, any water course should be able to produce some usable amount of energy. In our country, there are many regions with rivers and plain streams in which a hydrokinetic turbine could be employed to extract some of this energy. The objective of this work is to evaluate the performance of a hydrokinetic turbine originally designed for a flow velocity of 6 m/s, in several low-speed flows. Dimensionless coefficients of power, torque, thrust and flow under these new conditions are computed and compared with their values at the design point. Additionally, design modifications aimed to improve turbine performance in low-speed streams will be proposed. The flow is computed with ANSYS Fluent using stationary MRF (Multiple Reference Frames) and the k-ω SST (Shear Stress Transport) turbulence model.

2022-01-01T00:00:00Z En una turbina hidrocinética el flujo del cual se extrae la energía rodea por completo a la turbina y la energía aprovechable viene de parte de la energía cinética de la corriente. Debido a esta característica, se diseñan generalmente para cauces de agua con alta velocidad. Sin embargo, toda corriente de agua puede producir una cantidad de energía aprovechable. En nuestro país existen innumerables locaciones con ríos y arroyos de llanura en los que una turbina hidrocinética podría proporcionar una cierta cantidad de energía. El objetivo de este trabajo es evaluar numéricamente el funcionamiento de una turbina hidrocinética, diseñada originalmente para una velocidad de agua de 6 m/s, en corrientes de baja velocidad, obtener los coeficientes adimensionales de potencia, torque, empuje y caudal bajo estas condiciones de operación y compararlos con los de la condición de diseño, y finalmente proponer modificaciones de diseño tendientes a mejorar su performance en cauces de baja velocidad. Para ello se utilizará el programa ANSYS Fluent, con un modelo MRF (Multiple Reference Frames) estacionario para la rotación y un modelo k- ω SST (Shear Stress Transport) para la turbulencia. A hydrokinetic turbine operates completely submerged inside a water stream, harvesting part of the flow kinetic energy, much like a wind turbine in the wind. Because of this, they are generally designed to operate in high velocity water streams. However, any water course should be able to produce some usable amount of energy. In our country, there are many regions with rivers and plain streams in which a hydrokinetic turbine could be employed to extract some of this energy. The objective of this work is to evaluate the performance of a hydrokinetic turbine originally designed for a flow velocity of 6 m/s, in several low-speed flows. Dimensionless coefficients of power, torque, thrust and flow under these new conditions are computed and compared with their values at the design point. Additionally, design modifications aimed to improve turbine performance in low-speed streams will be proposed. The flow is computed with ANSYS Fluent using stationary MRF (Multiple Reference Frames) and the k-ω SST (Shear Stress Transport) turbulence model. Ho, Yen-Kun Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194598 2026-05-19T04:31:55Z 2021-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical simulation of heat transfer in a regenerative rocket engine XXXVII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Chaco, 1 al 5 de noviembre de 2021); Mecánica Computacional; vol. XXXVIII, no. 39 El estudio de la transferencia de energía en forma de calor es una parte crítica con respecto al diseño de un motor cohete, ya que los gases calientes que fluyen en el interior de la tobera, particularmente en la cámara de combustión, pueden alcanzar valores de temperaturas mucho más altos que las temperaturas de fusión de los materiales utilizados en su construcción. Por lo tanto, es esencial tener conocimientos del comportamiento de esta transferencia térmica para saber la cantidad de energía que se transfiere en forma de calor y estimar la distribución de temperaturas alcanzadas por los materiales. Uno de los sistemas de refrigeración de las paredes de cámara de combustión es el denominado "sistema de refrigeración regenerativa”. El mismo consiste en hacer circular combustible u oxidante frío a través de canales surcados en las paredes externas de la cámara de empuje antes de que sean inyectados en la cámara de combustión. Este sistema no solamente permite extraer calor del cuerpo del motor cohete, sino que al precalentar el combustible, la eficiencia del proceso de combustión mejora. En el presente estudio, se trata de realizar simulaciones de CFD con dos tipos de mallas diferentes para evaluar sus efectividades para este tipo de problemas y asentar antecedentes para el futuro trabajo de análisis térmico definitivo del motor cohete en estudio.; The energy transfer in form of heat is a critical part of the design of a rocket engine. This is because the hot gases flowing inside the nozzle, specifically in the combustion chamber, can reach temperatures much higher than the fusion point of the materials used for the nozzle construction. Therefore, it is essential to understand this thermal transfer in order to know the quantity of energy transferred as heat and the temperature distribution reached by the materials. One of the cooling systems for the combustion chamber’s walls is the so called "regenerative cooling system”. It consists of circulating fuel or cold oxidant through channels embedded in the external walls of the thrust chamber before they are injected into the combustion chamber. This system not only allows heat to be extracted from the rocket engine’s body, but also, by preheating the fuel, improves the efficiency of the combustion process. In the present study, CFD simulations are performed with two different types of meshes in order to evaluate their effectiveness for these kinds of problems and to establish the background for the future thermal analysis for the rocket engine being studied.

2021-01-01T00:00:00Z El estudio de la transferencia de energía en forma de calor es una parte crítica con respecto al diseño de un motor cohete, ya que los gases calientes que fluyen en el interior de la tobera, particularmente en la cámara de combustión, pueden alcanzar valores de temperaturas mucho más altos que las temperaturas de fusión de los materiales utilizados en su construcción. Por lo tanto, es esencial tener conocimientos del comportamiento de esta transferencia térmica para saber la cantidad de energía que se transfiere en forma de calor y estimar la distribución de temperaturas alcanzadas por los materiales. Uno de los sistemas de refrigeración de las paredes de cámara de combustión es el denominado "sistema de refrigeración regenerativa”. El mismo consiste en hacer circular combustible u oxidante frío a través de canales surcados en las paredes externas de la cámara de empuje antes de que sean inyectados en la cámara de combustión. Este sistema no solamente permite extraer calor del cuerpo del motor cohete, sino que al precalentar el combustible, la eficiencia del proceso de combustión mejora. En el presente estudio, se trata de realizar simulaciones de CFD con dos tipos de mallas diferentes para evaluar sus efectividades para este tipo de problemas y asentar antecedentes para el futuro trabajo de análisis térmico definitivo del motor cohete en estudio. The energy transfer in form of heat is a critical part of the design of a rocket engine. This is because the hot gases flowing inside the nozzle, specifically in the combustion chamber, can reach temperatures much higher than the fusion point of the materials used for the nozzle construction. Therefore, it is essential to understand this thermal transfer in order to know the quantity of energy transferred as heat and the temperature distribution reached by the materials. One of the cooling systems for the combustion chamber’s walls is the so called "regenerative cooling system”. It consists of circulating fuel or cold oxidant through channels embedded in the external walls of the thrust chamber before they are injected into the combustion chamber. This system not only allows heat to be extracted from the rocket engine’s body, but also, by preheating the fuel, improves the efficiency of the combustion process. In the present study, CFD simulations are performed with two different types of meshes in order to evaluate their effectiveness for these kinds of problems and to establish the background for the future thermal analysis for the rocket engine being studied. Herrera, Matías Agustín Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194595 2026-05-19T04:31:55Z 2021-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical simulation of “lock-in of a cylindrical structure XXXVII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Chaco, 1 al 5 de noviembre de 2021); Mecánica Computacional; vol. XXXVIII, no. 36 El objetivo del trabajo consiste en reproducir numéricamente el fenómeno aeroelástico conocido como "lock-in” que se da en cuerpos romos ("bluff bodies”) bidimensionales, cuando las frecuencias de desprendimientos periódicos de vórtices de Von Karman ("vortex shedding”), a través de un mecanismo de realimentación, se producen a la frecuencia natural del movimiento del cuerpo, ampliando así el rango de velocidades en el que ocurre el acoplamiento aeroelástico fluido-estructura. Para ello, se realizó el análisis sobre una estructura cilíndrica, analizada mediante el programa de elementos finitos ANSYS® Mechanical. De dicho modelo estructural se obtuvieron numéricamente las deformaciones elásticas estáticas para un estado de carga simple, y los primeros modos de vibración y sus frecuencias naturales, verificando su concordancia con los resultados obtenidos analíticamente. Además, se realizaron simulaciones del dominio fluidodinámico, mediante el software Fluent (ANSYS), para condiciones de flujo estacionarias, con el objetivo de validar las deformaciones elásticas estáticas producidas en ausencia de desprendimientos vorticosos. Se realizó un análisis de acoplamiento bidireccional: en cada paso de tiempo, se considera el desplazamiento de los nodos de la malla en la interfaz fluido-estructura, debido a la deformación elástica, y se corrige la solución obtenida en el dominio fluidodinámico debido al desplazamiento de la interfaz. Actualmente, el trabajo se encuentra etapa de simulación de la interacción fluido-estructura dinámica para verificar la ampliación del rango de velocidades donde se da la condición de "lock-in”.; The aim of this work is to reproduce numerically the phenomenon known as "lock-in”, which takes place on slender bluff bodies, when the frequency of vortex shedding is locked through feedback mechanism to the frequency of the body oscillations. Thus, the mechanical vibrations influence the vortex shedding frequency, extending the velocity range at which the aeroelastic coupling occurs. One cylindrical structure was analyzed with the finite elements software ANSYS® Mechanical. Numerical static elastic deformations were obtained for a simple load state, as well as the structure natural frequencies and vibration modes. CFD simulations were performed using ANSYS FLUENT and coupled to the structural model. Two way coupling analysis was implemented. At each time step, the displacement of the mesh nodes due to the deformation of the structure at the fluid- structure interface is considered, and the fluid dynamic field is updated for the deformed geometry. At the present stage, the simulation of the dynamic fluid-structure interaction is being carried out, in order to verify the velocity range where dynamic aeroelastic coupling occurs.

2021-01-01T00:00:00Z El objetivo del trabajo consiste en reproducir numéricamente el fenómeno aeroelástico conocido como "lock-in” que se da en cuerpos romos ("bluff bodies”) bidimensionales, cuando las frecuencias de desprendimientos periódicos de vórtices de Von Karman ("vortex shedding”), a través de un mecanismo de realimentación, se producen a la frecuencia natural del movimiento del cuerpo, ampliando así el rango de velocidades en el que ocurre el acoplamiento aeroelástico fluido-estructura. Para ello, se realizó el análisis sobre una estructura cilíndrica, analizada mediante el programa de elementos finitos ANSYS® Mechanical. De dicho modelo estructural se obtuvieron numéricamente las deformaciones elásticas estáticas para un estado de carga simple, y los primeros modos de vibración y sus frecuencias naturales, verificando su concordancia con los resultados obtenidos analíticamente. Además, se realizaron simulaciones del dominio fluidodinámico, mediante el software Fluent (ANSYS), para condiciones de flujo estacionarias, con el objetivo de validar las deformaciones elásticas estáticas producidas en ausencia de desprendimientos vorticosos. Se realizó un análisis de acoplamiento bidireccional: en cada paso de tiempo, se considera el desplazamiento de los nodos de la malla en la interfaz fluido-estructura, debido a la deformación elástica, y se corrige la solución obtenida en el dominio fluidodinámico debido al desplazamiento de la interfaz. Actualmente, el trabajo se encuentra etapa de simulación de la interacción fluido-estructura dinámica para verificar la ampliación del rango de velocidades donde se da la condición de "lock-in”. The aim of this work is to reproduce numerically the phenomenon known as "lock-in”, which takes place on slender bluff bodies, when the frequency of vortex shedding is locked through feedback mechanism to the frequency of the body oscillations. Thus, the mechanical vibrations influence the vortex shedding frequency, extending the velocity range at which the aeroelastic coupling occurs. One cylindrical structure was analyzed with the finite elements software ANSYS® Mechanical. Numerical static elastic deformations were obtained for a simple load state, as well as the structure natural frequencies and vibration modes. CFD simulations were performed using ANSYS FLUENT and coupled to the structural model. Two way coupling analysis was implemented. At each time step, the displacement of the mesh nodes due to the deformation of the structure at the fluid- structure interface is considered, and the fluid dynamic field is updated for the deformed geometry. At the present stage, the simulation of the dynamic fluid-structure interaction is being carried out, in order to verify the velocity range where dynamic aeroelastic coupling occurs. Torres Zanardi, Juan Manuel Bacchi, Federico Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194543 2026-05-16T04:29:17Z 2021-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical modeling of aluminium extrusion and structural analysis of a die under different operating conditions XXXVII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Chaco, 1 al 5 de noviembre de 2021); Mecánica Computacional; vol. XXXVIII, no. 12 El presente trabajo describe por una parte el modelado numérico de un proceso de extrusión de aluminio, cuyo comportamiento viscoplástico para grandes deformaciones es modelado con las ecuaciones de un flujo de Stokes para un fluido incompresible no newtoniano con fuerte dependencia de la temperatura en sus relaciones constitutivas. Por otra parte, se determinan del estudio previo las cargas que soporta la matriz de extrusión y se realiza un estudio de tensiones y deformaciones de la misma. Se analizan distintas condiciones de operación, determinando la distribución de temperaturas, tensiones, deformaciones y fuerza neta a aplicar para la extrusión en cada caso, y se determinan las condiciones límite de temperatura y velocidad de extrusión que pueden ser aplicables con un equipo industrial determinado.; This work presents a numerical study for aluminum flow by extrusion. The stresses and deformations of a die due to the forces involved in this process were also computed. The viscoelastic behavior of the preheated aluminum is modeled like a Stokes flow of an incompressible non- Newtonian fluid with a strong dependence on the temperature of its constitutive relations. Results include the conforming of the extruded profiles from the original billet into the die, the stress distribution and deformations of the die, the variation of net ram force as a function of its speed and the material temperature, and the limit operating conditions applied conditions of preheat temperature and ram speed for a defined industrial equipment.

2021-01-01T00:00:00Z El presente trabajo describe por una parte el modelado numérico de un proceso de extrusión de aluminio, cuyo comportamiento viscoplástico para grandes deformaciones es modelado con las ecuaciones de un flujo de Stokes para un fluido incompresible no newtoniano con fuerte dependencia de la temperatura en sus relaciones constitutivas. Por otra parte, se determinan del estudio previo las cargas que soporta la matriz de extrusión y se realiza un estudio de tensiones y deformaciones de la misma. Se analizan distintas condiciones de operación, determinando la distribución de temperaturas, tensiones, deformaciones y fuerza neta a aplicar para la extrusión en cada caso, y se determinan las condiciones límite de temperatura y velocidad de extrusión que pueden ser aplicables con un equipo industrial determinado. This work presents a numerical study for aluminum flow by extrusion. The stresses and deformations of a die due to the forces involved in this process were also computed. The viscoelastic behavior of the preheated aluminum is modeled like a Stokes flow of an incompressible non- Newtonian fluid with a strong dependence on the temperature of its constitutive relations. Results include the conforming of the extruded profiles from the original billet into the die, the stress distribution and deformations of the die, the variation of net ram force as a function of its speed and the material temperature, and the limit operating conditions applied conditions of preheat temperature and ram speed for a defined industrial equipment. Herrera, Matías Agustín Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194238 2026-05-11T20:32:20Z 2024-01-01T00:00:00Z

Articulo Numerical simulation of fluid-dynamic interaction between cylinder and airfoil in flutter conditions for different vortex shedding frequencies XL Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Rosario, 5 al 8 de noviembre de 2024); Mecánica Computacional; vol. 41, no. 13 Los dispositivos de cosecha de energía eólica representan una alternativa viable para la obtención de energía y en particular, para la alimentación de pequeños dispositivos electrónicos de bajo consumo instalados en zonas sin acceso a la red eléctrica, tales como dispositivos de adquisición de datos o instrumentales de medición de variables climáticas. En trabajos previos, se analizó numéricamente mediante Ansys Fluent, la interacción entre un cilindro y un perfil aerodinámico inmersos en una corriente de aire, para una determinada frecuencia de desprendimientos del cilindro. El perfil aerodinámico poseía propiedades de masa e inercia ajustados para obtener la condición de flutter en la corriente de aire, y se encontraba vinculado a un marco de referencia fijo mediante resortes que cuantifican sus rigideces a flexión y a torsión. Mediante tal arreglo, se cuantificó la interacción aerodinámica a partir del análisis del coeficiente de potencia del perfil (potencia adimensional, extraída del aire), para diferentes longitudes de separación entre cilindro y perfil. En el presente trabajo, se han realizado simulaciones adicionales para obtener el coeficiente de potencia del perfil, para otras frecuencias de desprendimientos del cilindro, logrando caracterizar la influencia de la frecuencia de desprendimientos en la captación de energía del perfil. Los resultados son analizados y comparados cualitativamente con resultados encontrados en la bibliografía.; Wind energy harvesting devices represent a viable alternative for obtaining energy and powering small low-consumption electronic devices. In the last work presented at MECOM 2023 was numerically analyzed the interaction between cylinder and airfoil immersed in an airflow using Ansys Fluent. The airfoil had mass and inertia properties adjusted to obtain the flutter condition, and it was linked to a fixed reference frame by means of springs. It was sought to quantify the aerodynamic interaction from the analysis of the power coefficient of the airfoil (dimensionless power, extracted from the air), based on the separation between cylinder and airfoil. In the present work, additional simulations were carried out to quantify the influence of other vortex shedding frequencies in the power coefficient of the airfoil. The results are analyzed and compared with results found in the bibliography.

2024-01-01T00:00:00Z Los dispositivos de cosecha de energía eólica representan una alternativa viable para la obtención de energía y en particular, para la alimentación de pequeños dispositivos electrónicos de bajo consumo instalados en zonas sin acceso a la red eléctrica, tales como dispositivos de adquisición de datos o instrumentales de medición de variables climáticas. En trabajos previos, se analizó numéricamente mediante Ansys Fluent, la interacción entre un cilindro y un perfil aerodinámico inmersos en una corriente de aire, para una determinada frecuencia de desprendimientos del cilindro. El perfil aerodinámico poseía propiedades de masa e inercia ajustados para obtener la condición de flutter en la corriente de aire, y se encontraba vinculado a un marco de referencia fijo mediante resortes que cuantifican sus rigideces a flexión y a torsión. Mediante tal arreglo, se cuantificó la interacción aerodinámica a partir del análisis del coeficiente de potencia del perfil (potencia adimensional, extraída del aire), para diferentes longitudes de separación entre cilindro y perfil. En el presente trabajo, se han realizado simulaciones adicionales para obtener el coeficiente de potencia del perfil, para otras frecuencias de desprendimientos del cilindro, logrando caracterizar la influencia de la frecuencia de desprendimientos en la captación de energía del perfil. Los resultados son analizados y comparados cualitativamente con resultados encontrados en la bibliografía. Wind energy harvesting devices represent a viable alternative for obtaining energy and powering small low-consumption electronic devices. In the last work presented at MECOM 2023 was numerically analyzed the interaction between cylinder and airfoil immersed in an airflow using Ansys Fluent. The airfoil had mass and inertia properties adjusted to obtain the flutter condition, and it was linked to a fixed reference frame by means of springs. It was sought to quantify the aerodynamic interaction from the analysis of the power coefficient of the airfoil (dimensionless power, extracted from the air), based on the separation between cylinder and airfoil. In the present work, additional simulations were carried out to quantify the influence of other vortex shedding frequencies in the power coefficient of the airfoil. The results are analyzed and compared with results found in the bibliography. Bacchi, Federico Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194098 2026-05-08T04:35:25Z 2014-01-01T00:00:00Z

Objeto de conferencia 11th World Congress on Computational Mechanics (WCCM XI), 5th European Conference on Computational Mechanics (ECCM V), 6th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD VI) (Barcelona, 20 al 25 de julio de 2014) This work presents a description of the numerical analysis and results, particularly the aerodynamic forces and moments on a fixed wind turbine blade with and without a "Gurney flap” of 2 % chord height, located just below the blade trailing edge. At the present stage it is of interest to model a fixed blade in the turbine starting position, and to compare the aerodynamic forces and starting torque obtained with and without the Gurney flap. Along- and cross-wind forces will also be measured in wind tunnel experiments, which will allow validating the numerical simulation.

2014-01-01T00:00:00Z This work presents a description of the numerical analysis and results, particularly the aerodynamic forces and moments on a fixed wind turbine blade with and without a "Gurney flap” of 2 % chord height, located just below the blade trailing edge. At the present stage it is of interest to model a fixed blade in the turbine starting position, and to compare the aerodynamic forces and starting torque obtained with and without the Gurney flap. Along- and cross-wind forces will also be measured in wind tunnel experiments, which will allow validating the numerical simulation. Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194096 2026-05-08T04:35:26Z 2019-01-01T00:00:00Z

Articulo “The silo-bag equation”: shape of a horizontal cylindrical membrane filled with liquid or granular materials XXIV Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones (Santa Fe, 5 al 7 de noviembre de 2019); Mecánica Computacional; vol. XXXVII, no. 46 En este trabajo se deriva la ecuación diferencial que gobierna la forma de una membrana cilíndrica inextensible y totalmente flexible, apoyada sobre el suelo y llena con un material líquido o granular (sin fricción) que solo ejerce presión interna sobre la misma. Partiendo de estos supuestos, y considerando que la membrana solo soporta esfuerzos de tracción, se obtiene una ecuación diferencial para la forma que esta adopta, la que es adimensionalizada e integrada numéricamente para distintos niveles de llenado, permitiendo obtener la geometría y dimensiones de la membrana, las tensiones que soporta debido a su carga interna y el volumen total de carga en cada caso. Experimentos muy simples con agua y arena permitieron validar algunos de los resultados obtenidos numéricamente. Entre las aplicaciones posibles de la solución no solo están las relacionadas con la utilización de la membrana en sí, en diques inflables o "silobolsas” para el acopio de cereal, sino también la posibilidad de ser utilizada como "benchmark” teórico para modelos numéricos de interacción estática fluido-estructura.; This work consists in the analytical derivation and numerical solution of the equation which determines the shape of the section of a "silo bag”: a long horizontal cylindrical plastic bag filled with either a liquid or a granular material which behaves similarly, exerting normal, but not frictional forces against the wall. The bag is considered inextensible and completely flexible, capable of supporting only tensile loads. These suppositions lead to a second-order differential equation for the membrane shape, which is normalised and solved, in a way that allows, for any bag with any amount of filling, a simple computation of its geometry, enclosed area and tensile loads. Simple home-made experiments with water and sand allowed validating some of the theoretical results. Applications of the solution include, besides those related with cereal storage, the possibility of its use as a theoretical benchmark for numerical models of static fluid-structure interaction.

2019-01-01T00:00:00Z En este trabajo se deriva la ecuación diferencial que gobierna la forma de una membrana cilíndrica inextensible y totalmente flexible, apoyada sobre el suelo y llena con un material líquido o granular (sin fricción) que solo ejerce presión interna sobre la misma. Partiendo de estos supuestos, y considerando que la membrana solo soporta esfuerzos de tracción, se obtiene una ecuación diferencial para la forma que esta adopta, la que es adimensionalizada e integrada numéricamente para distintos niveles de llenado, permitiendo obtener la geometría y dimensiones de la membrana, las tensiones que soporta debido a su carga interna y el volumen total de carga en cada caso. Experimentos muy simples con agua y arena permitieron validar algunos de los resultados obtenidos numéricamente. Entre las aplicaciones posibles de la solución no solo están las relacionadas con la utilización de la membrana en sí, en diques inflables o "silobolsas” para el acopio de cereal, sino también la posibilidad de ser utilizada como "benchmark” teórico para modelos numéricos de interacción estática fluido-estructura. This work consists in the analytical derivation and numerical solution of the equation which determines the shape of the section of a "silo bag”: a long horizontal cylindrical plastic bag filled with either a liquid or a granular material which behaves similarly, exerting normal, but not frictional forces against the wall. The bag is considered inextensible and completely flexible, capable of supporting only tensile loads. These suppositions lead to a second-order differential equation for the membrane shape, which is normalised and solved, in a way that allows, for any bag with any amount of filling, a simple computation of its geometry, enclosed area and tensile loads. Simple home-made experiments with water and sand allowed validating some of the theoretical results. Applications of the solution include, besides those related with cereal storage, the possibility of its use as a theoretical benchmark for numerical models of static fluid-structure interaction. Paparazzoa, Diego Bacchia, Federico Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194093 2026-05-08T04:35:26Z 2018-01-01T00:00:00Z

Articulo Design and numerical study of a low power hydrokinetic turbine XII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Tucumán, 6 al 9 de noviembre de 2018); Mecánica Computacional; vol. XXXVI, no. 12 En una turbina hidrocinética el flujo del cual se extrae la energía rodea por completo a la turbina y la energía aprovechable viene de parte de la energía cinética de la corriente. El objetivo general del presente trabajo radica en el diseño y estudio numérico de una turbina hidrocinética de baja potencia mediante CFD (Dinámica de Fluidos Computacional). El alcance contempla el diseño de una turbina hidrocinética mediante la aplicación de las teorías conocidas en la rama de la Mecánica de los Fluidos y de la Mecánica Computacional, incluyendo el diseño de álabes, el cubo, y la carcasa, junto con su estructura de sujeción que la mantiene inmersa en el fluido. Son realizadas simulaciones tridimensionales mediante el uso del software ANSYS 19.0, con el objetivo de la estimar las cargas de diseño y determinar las condiciones nominales de operación, incluyendo resultados en régimen estacionario y no estacionario. Los resultados obtenidos con el modelo de turbulencia k-ε Realizable, en combinación con el algoritmo de cálculo SIMPLEC, y la utilización de mallas estructuradas y no estructuradas que involucran dominios estancos y rotantes permiten predecir la potencia, par y cargas de arrastre sobre la estructura.; In a hydrokinetic turbine, the flow surrounds the turbine completely and the turbine converts its kinetic energy to mechanical power. The general objective of this work lies in the design and numerical study of a low power hydroelectric turbine using CFD (Computational Fluid Dynamics). The scope includes the design of a hydroelectric turbine by applying the theories known in the branch of Fluid Mechanics and Computational Mechanics, comprising vanes, hub and casing design. Three- dimensional simulations are carried out using ANSYS 19.0 software, with the aim of estimating the design loads and determining the nominal operating conditions, including results of steady and transient computations. Results are obtained with the k-ε Realizable turbulence model and the SIMPLEC calculation algorithm, in structured and unstructured meshes, which involve stationary and rotating domains. Power, torque and drag loads on the structure are computed.

2018-01-01T00:00:00Z En una turbina hidrocinética el flujo del cual se extrae la energía rodea por completo a la turbina y la energía aprovechable viene de parte de la energía cinética de la corriente. El objetivo general del presente trabajo radica en el diseño y estudio numérico de una turbina hidrocinética de baja potencia mediante CFD (Dinámica de Fluidos Computacional). El alcance contempla el diseño de una turbina hidrocinética mediante la aplicación de las teorías conocidas en la rama de la Mecánica de los Fluidos y de la Mecánica Computacional, incluyendo el diseño de álabes, el cubo, y la carcasa, junto con su estructura de sujeción que la mantiene inmersa en el fluido. Son realizadas simulaciones tridimensionales mediante el uso del software ANSYS 19.0, con el objetivo de la estimar las cargas de diseño y determinar las condiciones nominales de operación, incluyendo resultados en régimen estacionario y no estacionario. Los resultados obtenidos con el modelo de turbulencia k-ε Realizable, en combinación con el algoritmo de cálculo SIMPLEC, y la utilización de mallas estructuradas y no estructuradas que involucran dominios estancos y rotantes permiten predecir la potencia, par y cargas de arrastre sobre la estructura. In a hydrokinetic turbine, the flow surrounds the turbine completely and the turbine converts its kinetic energy to mechanical power. The general objective of this work lies in the design and numerical study of a low power hydroelectric turbine using CFD (Computational Fluid Dynamics). The scope includes the design of a hydroelectric turbine by applying the theories known in the branch of Fluid Mechanics and Computational Mechanics, comprising vanes, hub and casing design. Three- dimensional simulations are carried out using ANSYS 19.0 software, with the aim of estimating the design loads and determining the nominal operating conditions, including results of steady and transient computations. Results are obtained with the k-ε Realizable turbulence model and the SIMPLEC calculation algorithm, in structured and unstructured meshes, which involve stationary and rotating domains. Power, torque and drag loads on the structure are computed. Herrera, Matías Agustín Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194088 2026-05-08T04:35:26Z 2018-01-01T00:00:00Z

Articulo Fluid dynamic computational analysis of injection of medicine in mechanical ventilation circuits XII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Tucumán, 6 al 9 de noviembre de 2018); Mecánica Computacional; vol. XXXVI, no. 25 El presente trabajo consiste en un estudio fluidodinámico computacional de la inyección de medicamentos en circuitos de ventilación mecánica, buscando la optimización y el aumento de eficiencia del dispositivo utilizado como medio para realizar la inyección, denominado aerocámara. Se analizaron dos modelos de aerocámaras propuestos y se compararon los resultados con los de una aerocámara de referencia actualmente utilizada en circuitos de ventilación. El estudio se realizó mediante el software CFX-ANSYS de CFD para lo cual se resolvió un problema multifásico con dispersión de partículas en una configuración turbulenta, tridimensional y no estacionaria, ya que debió simularse a lo largo del tiempo la evolución del campo fluidodinámico durante el ciclo de inspiración, así como las trayectorias de las microgotas de medicación durante dicho ciclo.; The present work presents a computational fluid dynamic study of a medication spray injection into a mechanical ventilation circuit, with the goal of the optimization and efficiency increase of the device called aerospacer or "space chamber”. Two new aerospacer models are analyzed and results are compared with those of a standard model actually used for mechanical ventilation. The study is carried out with the commercial software CFX-ANSYS. The problem is solved as multiphase flow of particles (medication microdrops) interacting with the inspired air in a turbulent three-dimensional configuration. The time evolution of the fluid dynamic field was computed and analyzed, as well as the particle trajectories during an inspiration cycle.

2018-01-01T00:00:00Z El presente trabajo consiste en un estudio fluidodinámico computacional de la inyección de medicamentos en circuitos de ventilación mecánica, buscando la optimización y el aumento de eficiencia del dispositivo utilizado como medio para realizar la inyección, denominado aerocámara. Se analizaron dos modelos de aerocámaras propuestos y se compararon los resultados con los de una aerocámara de referencia actualmente utilizada en circuitos de ventilación. El estudio se realizó mediante el software CFX-ANSYS de CFD para lo cual se resolvió un problema multifásico con dispersión de partículas en una configuración turbulenta, tridimensional y no estacionaria, ya que debió simularse a lo largo del tiempo la evolución del campo fluidodinámico durante el ciclo de inspiración, así como las trayectorias de las microgotas de medicación durante dicho ciclo. The present work presents a computational fluid dynamic study of a medication spray injection into a mechanical ventilation circuit, with the goal of the optimization and efficiency increase of the device called aerospacer or "space chamber”. Two new aerospacer models are analyzed and results are compared with those of a standard model actually used for mechanical ventilation. The study is carried out with the commercial software CFX-ANSYS. The problem is solved as multiphase flow of particles (medication microdrops) interacting with the inspired air in a turbulent three-dimensional configuration. The time evolution of the fluid dynamic field was computed and analyzed, as well as the particle trajectories during an inspiration cycle. Dabin, Haroldo Bacchi, Federico Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/194086 2026-05-08T04:35:27Z 2011-01-01T00:00:00Z

Articulo XIX Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones (Rosario, 2 al 6 de noviembre de 2011); Mecánica Computacional; vol. XXX, no. 47 En este estudio se modela mediante el empleo del software ANSYS FLUENT el comportamiento del impulsor Vernier que se empleará para realizar el control de actitud de un vehículo lanzador satelital en la fase de vuelo correspondiente al pasaje a través de la mesósfera y la ionósfera. Un sistema de control de reacción (RCS) es un subsistema de una nave espacial (transbordador, cohete, satélite, etc.) cuyo propósito es el control de actitud y de dirección por el uso de propulsores. Los sistemas de RCS a menudo utilizan una combinación de grandes (primarios) y pequeños (Vernier) propulsores, para permitir diferentes niveles de respuesta. Los ajustes de actitud y maniobras de corrección menores se realizan habitualmente con la operación en pulsos de pequeños motores cohete (Vernier), de pequeño empuje, los mismos que se utilizan para corregir posición o desvíos de satélites. Se estudia entonces cómo influyen e interactúan térmica y fluidodinámicamente estos sistemas con la zona circundante del lanzador satelital, permitiendo determinar su geometría, empuje y demás parámetros para optimizar el control. Las características del sistema Vernier hacen que su operación sea de tipo pulsante, por lo que no existe un modelo fluidodinámico sencillo para reproducir correctamente el flujo, haciendo necesario el análisis del mismo por métodos de Fluidodinámica Computacional (CFD), con modelos no estacionarios para flujos compresibles a alta velocidad. Se utiliza un modelo 2D para calcular la variación de la velocidad de spin del vehículo debido a los dispositivos Vernier para condiciones de flujo externo en reposo; con modelos de turbulencia Spallart- Almaras, k-epsilon y k-omega SST (Shear Stress Transport).

2011-01-01T00:00:00Z En este estudio se modela mediante el empleo del software ANSYS FLUENT el comportamiento del impulsor Vernier que se empleará para realizar el control de actitud de un vehículo lanzador satelital en la fase de vuelo correspondiente al pasaje a través de la mesósfera y la ionósfera. Un sistema de control de reacción (RCS) es un subsistema de una nave espacial (transbordador, cohete, satélite, etc.) cuyo propósito es el control de actitud y de dirección por el uso de propulsores. Los sistemas de RCS a menudo utilizan una combinación de grandes (primarios) y pequeños (Vernier) propulsores, para permitir diferentes niveles de respuesta. Los ajustes de actitud y maniobras de corrección menores se realizan habitualmente con la operación en pulsos de pequeños motores cohete (Vernier), de pequeño empuje, los mismos que se utilizan para corregir posición o desvíos de satélites. Se estudia entonces cómo influyen e interactúan térmica y fluidodinámicamente estos sistemas con la zona circundante del lanzador satelital, permitiendo determinar su geometría, empuje y demás parámetros para optimizar el control. Las características del sistema Vernier hacen que su operación sea de tipo pulsante, por lo que no existe un modelo fluidodinámico sencillo para reproducir correctamente el flujo, haciendo necesario el análisis del mismo por métodos de Fluidodinámica Computacional (CFD), con modelos no estacionarios para flujos compresibles a alta velocidad. Se utiliza un modelo 2D para calcular la variación de la velocidad de spin del vehículo debido a los dispositivos Vernier para condiciones de flujo externo en reposo; con modelos de turbulencia Spallart- Almaras, k-epsilon y k-omega SST (Shear Stress Transport). Burbridge, Horacio Pedro Scarabino, Ana Elena Awruch, Armando Miguel http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/193971 2026-05-06T04:34:56Z 2018-01-01T00:00:00Z

Objeto de conferencia Implementation of the turbulence model of Spalart-Allmaras in an explicit Taylor-Galerkin scheme for compressible flows XII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Tucumán, 6 al 9 de noviembre de 2018); Mecánica Computacional; vol.XXXVI, no. 25 Trabajos previos de diferentes autores han demostrado que, en el contexto del método de elementos finitos (MEF), el esquema de Taylor-Galerkin (T-G) resulta particularmente adecuado para la solución de flujos compresibles en régimen supersónico o transónico que involucran ondas de choque. En particular los autores de este artículo han aplicado este esquema utilizando elementos finitos hexaédricos con evaluación analítica de las matrices de elemento, en conjunto con una técnica de captura de choque para la solución de flujos aerodinámicos compresibles, viscosos y no viscosos. Sin embargo, no son abundantes las referencias de la utilización de este método para simular flujos compresibles turbulentos utilizando el método de elementos finitos. El objetivo de este trabajo es mostrar la implementación del modelo de turbulencia de Spalart-Allmaras (S-A) en el algoritmo de Taylor- Galerkin y explorar el desempeño del mismo.; Previous works by different authors has shown that, in the context of finite element method (FEM), the Taylor-Galerkin (T-G) scheme is particularly suitable for the solution of compressible flows in supersonic or transonic regime involving shock waves. The authors of this article have applied this scheme using hexahedral finite elements with analytical evaluation of the element matrices, together with a shock capture technique for the solution of compressible, viscous and non-viscous aerodynamic flows. However, references to the use of this method to simulate turbulent compressible flows using the finite element method are not abundant. The objective of this paper is to show the implementation of the Spalart-Allmaras (S-A) turbulence model in the Taylor-Galerkin algorithm and to explore its performance.

2018-01-01T00:00:00Z Trabajos previos de diferentes autores han demostrado que, en el contexto del método de elementos finitos (MEF), el esquema de Taylor-Galerkin (T-G) resulta particularmente adecuado para la solución de flujos compresibles en régimen supersónico o transónico que involucran ondas de choque. En particular los autores de este artículo han aplicado este esquema utilizando elementos finitos hexaédricos con evaluación analítica de las matrices de elemento, en conjunto con una técnica de captura de choque para la solución de flujos aerodinámicos compresibles, viscosos y no viscosos. Sin embargo, no son abundantes las referencias de la utilización de este método para simular flujos compresibles turbulentos utilizando el método de elementos finitos. El objetivo de este trabajo es mostrar la implementación del modelo de turbulencia de Spalart-Allmaras (S-A) en el algoritmo de Taylor- Galerkin y explorar el desempeño del mismo. Previous works by different authors has shown that, in the context of finite element method (FEM), the Taylor-Galerkin (T-G) scheme is particularly suitable for the solution of compressible flows in supersonic or transonic regime involving shock waves. The authors of this article have applied this scheme using hexahedral finite elements with analytical evaluation of the element matrices, together with a shock capture technique for the solution of compressible, viscous and non-viscous aerodynamic flows. However, references to the use of this method to simulate turbulent compressible flows using the finite element method are not abundant. The objective of this paper is to show the implementation of the Spalart-Allmaras (S-A) turbulence model in the Taylor-Galerkin algorithm and to explore its performance. Burbridge, Horacio Pedro Scarabino, Ana Elena Awruch, Armando Miguel http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/193970 2026-05-06T04:34:56Z 2016-01-01T00:00:00Z

Objeto de conferencia XXII Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones (Córdoba, 8 al 11 de noviembre 2016); Mecánica Computacional; vol. XXXIV, no. 29 Como ya fue demostrado por diferentes autores, el esquema de Taylor-Galerkin (T-G) resulta particularmente adecuado para la solución de flujos compresibles en régimen supersónico o transónico que involucran ondas de choque en el contexto del Método de Elementos Finitos (MEF). En particular los autores de este artículo aplicaron este esquema utilizando elementos finitos hexaédricos con evaluación analítica de las matrices de elemento, en conjunto con una técnica de captura de choque para la solución de flujos aerodinámicos compresibles, viscosos y no viscosos. Sin embargo, las metodologías basadas en densidad sufren deficiencias en regímenes subsónicos compresibles para bajos números de Mach o en flujos casi incompresibles. Algunos investigadores desarrollaron el algoritmo "Characteristic Based Split” (CBS) con la intención de obtener un único esquema que presente un comportamiento adecuado, tanto en regímenes subsónicos como supersónicos. En las últimas dos décadas algunos trabajos establecieron ciertas ventajas en la convergencia del algoritmo CBS comparado con el algoritmo T-G. Sin embargo, una de las características que permiten al CBS mostrar una convergencia mejorada, es el uso de pasos de tiempo internos en la formulación de las matrices elementales, lo que, según el entender de los autores de este trabajo, no fue probado con el algoritmo T-G. El objetivo de este trabajo es implementar pasos de tiempo interiores en el algoritmo de Taylor-Galerkin y explorar el desempeño del mismo, mostrando hasta qué punto el esquema explícito de T-G, implementado usando elementos hexaédricos con evaluación analítica de las matrices elementales, puede ser estabilizado mediante el uso de estos pasos de tiempo.

2016-01-01T00:00:00Z Como ya fue demostrado por diferentes autores, el esquema de Taylor-Galerkin (T-G) resulta particularmente adecuado para la solución de flujos compresibles en régimen supersónico o transónico que involucran ondas de choque en el contexto del Método de Elementos Finitos (MEF). En particular los autores de este artículo aplicaron este esquema utilizando elementos finitos hexaédricos con evaluación analítica de las matrices de elemento, en conjunto con una técnica de captura de choque para la solución de flujos aerodinámicos compresibles, viscosos y no viscosos. Sin embargo, las metodologías basadas en densidad sufren deficiencias en regímenes subsónicos compresibles para bajos números de Mach o en flujos casi incompresibles. Algunos investigadores desarrollaron el algoritmo "Characteristic Based Split” (CBS) con la intención de obtener un único esquema que presente un comportamiento adecuado, tanto en regímenes subsónicos como supersónicos. En las últimas dos décadas algunos trabajos establecieron ciertas ventajas en la convergencia del algoritmo CBS comparado con el algoritmo T-G. Sin embargo, una de las características que permiten al CBS mostrar una convergencia mejorada, es el uso de pasos de tiempo internos en la formulación de las matrices elementales, lo que, según el entender de los autores de este trabajo, no fue probado con el algoritmo T-G. El objetivo de este trabajo es implementar pasos de tiempo interiores en el algoritmo de Taylor-Galerkin y explorar el desempeño del mismo, mostrando hasta qué punto el esquema explícito de T-G, implementado usando elementos hexaédricos con evaluación analítica de las matrices elementales, puede ser estabilizado mediante el uso de estos pasos de tiempo. Bacchi, Federico Scarabino, Ana Elena http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/193964 2026-05-06T04:34:57Z 2018-01-01T00:00:00Z

Objeto de conferencia “Large eddy simulation”: study of a fixed wind turbine blade with a gurney flap XII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (Tucumán, 6 a 9 de noviembre de 2018); Mecánica Computacional; vol. XXXVI, no. 27 La performance de los perfiles diseñados para bajos números de Reynolds, de hasta 106, ha sido objeto de investigación creciente en las últimas décadas, con la finalidad de mejorar las prestaciones de aeronaves a baja velocidad y mejorar el rendimiento de hélices y turbinas eólicas. Los "flaps Gurney”, que actúan como dispositivos pasivos de control de flujo, son pequeñas extensiones del borde de fuga del perfil (1-2 % de la cuerda), perpendiculares a la superficie del intradós. La presión estática antes del flap Gurney es mucho mayor que la presión de la corriente al abandonar el perfil por el intradós, contribuyendo a aumentar la sustentación El uso de estos mini-flaps como un mecanismo de control pasivo de flujo pueden también mejorar las características del perfil en flujos no estacionarios como procesos de pérdida dinámica y entornos turbulentos. En este trabajo se presenta el análisis numérico del campo de flujo y fuerzas y momentos aerodinámicos resultantes sobre una pala de turbina eólica de eje horizontal en posición fija, con y sin un flap Gurney en el borde de fuga de altura igual al 2% de cuerda, simulando ensayos llevados a cabo en el túnel de viento del Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental de la Facultad de Ingeniería de la UNLP. En esta etapa es de interés evaluar los cambios que introduce el mini-flap en las posiciones de arranque y de bandera, así como validar el modelo numérico para después analizar la turbina completa en rotación. El modelo LES (Large-Eddy Simulation), si bien requiere importantes recursos computacionales, permite identificar estructuras fluidodinámicas pequeñas presentes en la turbulencia y alcanzar una comprensión mucho más profunda de los efectos aerodinámicos generados por el miniflap que los métodos de cómputo tradicionales.; The performance of airfoils operating at low Reynolds numbers has been a topic of increasing attention during the last decades. A Gurney flap is a passive flow control device, consisting on a small strip located on the trailing edge of the airfoil on the pressure side, perpendicular to the mean chord line. Its height is typically between 1% and 4 % of the airfoil chord. This work presents a description of the experimental and numerical analysis and results, particularly the aerodynamic forces and moments on a fixed wind turbine blade with and without a "Gurney flap” of 2% chord height, located just below the blade trailing edge. The "Large-Eddy Simulation” (LES) analysis allows the identification of the small turbulent fluid dynamic structures generated by the flap and also a deeper understanding of their effects in the flow, than standard RANS turbulence approaches.

2018-01-01T00:00:00Z La performance de los perfiles diseñados para bajos números de Reynolds, de hasta 106, ha sido objeto de investigación creciente en las últimas décadas, con la finalidad de mejorar las prestaciones de aeronaves a baja velocidad y mejorar el rendimiento de hélices y turbinas eólicas. Los "flaps Gurney”, que actúan como dispositivos pasivos de control de flujo, son pequeñas extensiones del borde de fuga del perfil (1-2 % de la cuerda), perpendiculares a la superficie del intradós. La presión estática antes del flap Gurney es mucho mayor que la presión de la corriente al abandonar el perfil por el intradós, contribuyendo a aumentar la sustentación El uso de estos mini-flaps como un mecanismo de control pasivo de flujo pueden también mejorar las características del perfil en flujos no estacionarios como procesos de pérdida dinámica y entornos turbulentos. En este trabajo se presenta el análisis numérico del campo de flujo y fuerzas y momentos aerodinámicos resultantes sobre una pala de turbina eólica de eje horizontal en posición fija, con y sin un flap Gurney en el borde de fuga de altura igual al 2% de cuerda, simulando ensayos llevados a cabo en el túnel de viento del Laboratorio de Capa Límite y Fluidodinámica Ambiental de la Facultad de Ingeniería de la UNLP. En esta etapa es de interés evaluar los cambios que introduce el mini-flap en las posiciones de arranque y de bandera, así como validar el modelo numérico para después analizar la turbina completa en rotación. El modelo LES (Large-Eddy Simulation), si bien requiere importantes recursos computacionales, permite identificar estructuras fluidodinámicas pequeñas presentes en la turbulencia y alcanzar una comprensión mucho más profunda de los efectos aerodinámicos generados por el miniflap que los métodos de cómputo tradicionales. The performance of airfoils operating at low Reynolds numbers has been a topic of increasing attention during the last decades. A Gurney flap is a passive flow control device, consisting on a small strip located on the trailing edge of the airfoil on the pressure side, perpendicular to the mean chord line. Its height is typically between 1% and 4 % of the airfoil chord. This work presents a description of the experimental and numerical analysis and results, particularly the aerodynamic forces and moments on a fixed wind turbine blade with and without a "Gurney flap” of 2% chord height, located just below the blade trailing edge. The "Large-Eddy Simulation” (LES) analysis allows the identification of the small turbulent fluid dynamic structures generated by the flap and also a deeper understanding of their effects in the flow, than standard RANS turbulence approaches. Fernández Babaglio, Esteban Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/193957 2026-05-06T04:34:57Z 2015-01-01T00:00:00Z

Objeto de conferencia I Pan American Congresses on Computational Mechanics - PANACM 2015 (Buenos Aires, 27 al 29 de abril de 2015) Heat transfer in the thrust chamber is of great importance in the design of liquid propellant rocket engines. Regenerative cooling is an advanced method which can ensure not only the proper running but also higher performance of a rocket engine. In the context of rocket engine design, this is a configuration in which the propellant is passed through tubes or channels around the nozzle to cool the engine. The heated propellant is then injected directly into the main combustion chamber for combustion there. The heat exchange capacity of this system depends on the propellant flow, its thermodynamic properties, the wall thermal conductivity and the geometry of nozzle and channels. It is thus necessary a careful study of the involved variables in order to optimize the overall heat transfer. The objective of this work is to predict the heat transfer and temperature of a liquid propellant rocket engine, with a numerical model of its regenerative cooling system. The model considers heat transfer from the combustion chamber and nozzle through the nozzle wall to the cooling fuel, which flows through rectangular channels embedded in this wall. Simulations were carried out with Fluent 6.3. Different turbulent models and meshes were carefully tested in order to achieve the best results for both velocity and temperature profiles for the well-established experimental results of pipe flow in circular ducts with heat exchange. The boundary condition for the internal nozzle wall was set as a heat flux, which was computed following Bartz model. The tested turbulence models, each with an adequate meshing near the walls, were: k-ε realizable with enhanced wall treatment, k-ω standard with"transitional flow correction” and k-ω SST with"transitional flow correction. Results show the temperature distributions for the nozzle wall and the propellant under different operating conditions. The model has proven to be a valuable tool for optimizing the coolant propellent flow, the number of channels needed for an adequate cooling, and the channel geometry.

2015-01-01T00:00:00Z Heat transfer in the thrust chamber is of great importance in the design of liquid propellant rocket engines. Regenerative cooling is an advanced method which can ensure not only the proper running but also higher performance of a rocket engine. In the context of rocket engine design, this is a configuration in which the propellant is passed through tubes or channels around the nozzle to cool the engine. The heated propellant is then injected directly into the main combustion chamber for combustion there. The heat exchange capacity of this system depends on the propellant flow, its thermodynamic properties, the wall thermal conductivity and the geometry of nozzle and channels. It is thus necessary a careful study of the involved variables in order to optimize the overall heat transfer. The objective of this work is to predict the heat transfer and temperature of a liquid propellant rocket engine, with a numerical model of its regenerative cooling system. The model considers heat transfer from the combustion chamber and nozzle through the nozzle wall to the cooling fuel, which flows through rectangular channels embedded in this wall. Simulations were carried out with Fluent 6.3. Different turbulent models and meshes were carefully tested in order to achieve the best results for both velocity and temperature profiles for the well-established experimental results of pipe flow in circular ducts with heat exchange. The boundary condition for the internal nozzle wall was set as a heat flux, which was computed following Bartz model. The tested turbulence models, each with an adequate meshing near the walls, were: k-ε realizable with enhanced wall treatment, k-ω standard with"transitional flow correction” and k-ω SST with"transitional flow correction. Results show the temperature distributions for the nozzle wall and the propellant under different operating conditions. The model has proven to be a valuable tool for optimizing the coolant propellent flow, the number of channels needed for an adequate cooling, and the channel geometry. Scarabino, Ana Elena Bacchi, Federico García Saínz, Mariano Oscar Delnero, Juan Sebastián Alasia, Gonzalo http://sedici.unlp.edu.ar:80/handle/10915/193951 2026-05-06T04:34:59Z 2011-01-01T00:00:00Z

Objeto de conferencia XIX Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones (Rosario, 1 al 4 de noviembre de 2011); Mecánica Computacional; Voll. XXX, no. 35 Se analiza numérica y experimentalmente el flujo de aire en el entorno de un conjunto de paneles rectangulares de relación L/h = 5.1 en una estructura de soporte compuesta por perfiles de relación L/h = 0.5. En el presente trabajo se presentan resultados numéricos de un conjunto de 10 paneles y su estructura de soporte y se miden presiones sobre un modelo físico a escala del conjunto tridimensional compuesto por estos paneles con ángulo de inclinación de 10 grados y su estructura de soporte. Esta configuración se presenta con frecuencia en casos como barreras eólicas, barreras antichorro en aeropuertos, paneles solares, antenas, persianas, bandejas de secado tanto a la intemperie como en túneles de viento especiales, y otras estructuras similares con paneles orientables para optimizar su eficiencia. Se presentan los coeficientes globales de fuerzas tangencial y normal sobre los paneles, así como también la distribución de presiones sobre el conjunto de la estructura, con un perfil de velocidad del viento de capa limite atmosférica, se determinan los coeficientes de carga aerodinámica instantáneos de cada panel, y el número de Strouhal de los mismos, con el que es posible determinar la frecuencia de las fuerzas aerodinámicas no estacionarias. La fuerte interacción fluidodinámica entre los paneles y la estructura de soporte, que se visualiza en resultados numéricos a través del acoplamiento de vórtices desprendidos por los distintos elementos, produce cargas eólicas fluctuantes sobre los paneles mucho mayores y con frecuencias muy distintas que las que tendrían en caso de estar fluidodinámicamente aislados. Esto invalida su diseño estructural bajo esta última hipótesis y hace necesario el estudio del conjunto completo.

2011-01-01T00:00:00Z Se analiza numérica y experimentalmente el flujo de aire en el entorno de un conjunto de paneles rectangulares de relación L/h = 5.1 en una estructura de soporte compuesta por perfiles de relación L/h = 0.5. En el presente trabajo se presentan resultados numéricos de un conjunto de 10 paneles y su estructura de soporte y se miden presiones sobre un modelo físico a escala del conjunto tridimensional compuesto por estos paneles con ángulo de inclinación de 10 grados y su estructura de soporte. Esta configuración se presenta con frecuencia en casos como barreras eólicas, barreras antichorro en aeropuertos, paneles solares, antenas, persianas, bandejas de secado tanto a la intemperie como en túneles de viento especiales, y otras estructuras similares con paneles orientables para optimizar su eficiencia. Se presentan los coeficientes globales de fuerzas tangencial y normal sobre los paneles, así como también la distribución de presiones sobre el conjunto de la estructura, con un perfil de velocidad del viento de capa limite atmosférica, se determinan los coeficientes de carga aerodinámica instantáneos de cada panel, y el número de Strouhal de los mismos, con el que es posible determinar la frecuencia de las fuerzas aerodinámicas no estacionarias. La fuerte interacción fluidodinámica entre los paneles y la estructura de soporte, que se visualiza en resultados numéricos a través del acoplamiento de vórtices desprendidos por los distintos elementos, produce cargas eólicas fluctuantes sobre los paneles mucho mayores y con frecuencias muy distintas que las que tendrían en caso de estar fluidodinámicamente aislados. Esto invalida su diseño estructural bajo esta última hipótesis y hace necesario el estudio del conjunto completo.