Estudio sobre la estructura y estabilidad de la interacción de un torbellino libre sobre una superficie sólida

• Autores: Luis Parras Anguita
• Directores de la Tesis: Ramón Fernández Feria (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Málaga ( España ) en 2007
• Idioma: español
• ISBN: 9788469078440
• Tribunal Calificador de la Tesis: Antonio Luis Sánchez Pérez (presid.), Joaquín Ortega Casanova (secret.), Francisco Marquès Truyol (voc.), Miguel Angel Herrada Gutiérrez (voc.), Stéphane Le Dizès (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Mecánica
      • Mecánica de fluidos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: www.sci.uma.es (pdf)
• Resumen

  • Esta tesis se ocupa del estudio de la interacción de un torbellino libre con un plano sólido y de la influencia de este tipo de interacción en la estructura de estas soluciones. El problema se ha abordado desde un punto de vista teórico, numérico y experimental. Para ello se ha desarrollado una formulación que permite utilizar como condición de contorno en la simulación numérica la composición de la solución de semejanza de capa limite cerca del plano con la solución no viscosa lejos del eje, haciendo que el problema dependa de tres parámetros: el exponente de decaimiento radial de la velocidad acimutal lejos del eje, el parámetro de giro y un número de Reynolds. Se ha estudiado también la estabilidad tridimensional no paralela de la solución de capa límite usada en la simulación numérica como condición de contorno, encontrando que los últimos modos que se atenúan antes de llegar al eje son modos viscosos correspondientes al modo acimutal n=+4.

    En cuanto a los resultados numéricos, se han desarrollado métodos numéricos para la resolución de las ecuaciones estacionarias de Navier-Stokes y métodos de continuación, que permiten calcular las soluciones atravesando las distintas bifurcaciones que se presentan en el problema. El caso estudiado corresponde con un valor de decaimiento exponencial dem=1 y con un valor del parámetro de giro de L=2 1/2, cuya regularización viscosa cerca del eje corresponde con la solución de Long, solución que ha sido usada en numerosas ocasiones como moldeo de tornado. Se han caracterizado las distintas transiciones que aparecen para valores crecientes del número de Reynolds, en las que hay que destacar una intensificación del giro cerca del plano y del eje, que puede ser vista como el punto en el que el tornado se fija al suelo, y una transición posterior a una solución de doble celda (con velocidad cerca del eje hacia el suelo y lejos del eje en dirección contraria), que está de acuerdo con numer