Resumen de Simulación numérica de inestabilidades en interfases líquido-gas
En esta Tesis se estudia el inicio y desarrollo de inestabilidad en las superficies de separación (interfase) entre dos corrientes, de un líquido y un gas, aguas debajo de placas separadas con bordes de salida de espesor nulo y finito. Se analizan sucesivamente las capas de mezcla entre dos flujos de líquido y gas, así como una lámina delgada de líquido inyectada entre dos conflujos de de gas. No se imponen perturbaciones iniciales y las inestabilidades se desarrollan de forma natural en los sistemas, dependiendo de las características geométricas y de los parámetros del flujo. Se deducen las ecuaciones correctamente adimensionalizadas y lo parámetros adimensionales esenciales.
En la solución numérica de las ecuaciones del movimiento se emplean la técnica de volúmenes finitos y el código comercial PHOENICS, poniendo especial énfasis en el uso de esquemas de alto orden para la discretización de los términos convectivo y temporal. En todos los casos estudiados se resuelven las ecuaciones de Navier-Stokes y la ecuación de continuidad bidemensionales para ambas fases fluidas que se consideran incompresibles.
Las ecuaciones para las dos fases están acopladas a través de las condiciones de contorno cinemáticas y de equilibrio de esfuerzos tangenciales y normales en la interfase. Para el estudio de flujos bifásicos se añade al código el método conocido como Volumen of Fluido (VOF), el método llamado Continuum Surface Force, y técnicas de direcciones alternadas en la integración temporal.
Se estudia el comportamiento de la interfase líquido-gas en una capa de cortadura detrás de una placa sólida de espesor no despreciable, para diferentes números de Reynolds del flujo gaseoso y aplicando la condición de deslizamiento de Navier a la línea de contacto. Los resultados muestran la formación de estructuras de vórtices en la estela cercana y la relación directa entre las fluctuaciones de presión inducidas por es
