Estudio aerodinámico de perfiles destinado al desarrollo, diseño y programación de un entorno computacional mediante el COMSOL Multiphysics

Abstract

El tema central de la memoria es la simulacióon de dinámica de fluidos computacional del flujo alrededor de perfiles eólicos mediante el código COMSOL Multiphysics. En el desarrollo del proyecto, después de una introducción general sobre las ecuaciones que rigen la dinámica de los fluidos y sobre los métodos numéricos, necesarios para resolver estas ecuaciones, se enfoca la atención en los aspectos particulares de una simulación de dinámica de fluidos computacional. El primer paso es entender la física que está detrás de un problema de dinámica de fluidos, por esto se introducen los conceptos de convección y difusión y se presentan las ecuaciones de conservación de la masa, cantidad de movimiento y energía, que llevan a la formulación de las ecuaciones de Navier-Stokes. Estas son ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, pues necesitan de un esquema numérico de resolución que, en el caso del COMSOL Multiphysics, es un método a los elementos fi nitos. Acercándose al tema central de la memoria, se trataría con detalle todo el entorno de simulación, desde la imposición de las condiciones de contorno hasta el calculo de los coe cientes aerodinámicos, pasando por la discretización de la geometría, la elección del modelo de turbulencia y las estrategias para encontrar la convergencia. Estudiando la influencia de estos parámetros en la solución fi nal del problema, se de finiría un modelo de simulación que nos ofrezca buenos resultados, en términos de exactitud de los coe ficientes aerodinámicos de sustentación y resistencia al avance. La ultima parte de la memoria trata de la creación de una user interface que permita a un usuario no experto simular el flujo de aire alrededor de un perfi l aerodinámico. De esta manera los conocimientos adquiridos en el desarrollo del proyecto son utilizados para la programación de un entorno computacional; la función de este es hacer de puente de conexión entre la grandes potencialidades del COMSOL Multiphysics y la limitada experiencia de un usuario sobre el tema de las simulaciones de dinámica de fluidos computacional.