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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1224| Método de vórtice en celda tridimensional para el estudio de vórtices sinfin Three-dimensional vortex-in-cell method for the study of endless vortex | |
| Ruben Dario Suaza Jaque | |
| Oscar Uriel Velasco Fuentes | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Ciencias del mar,Vórtice,Descripción Lagrangiana,Descripción Euleriana,Vórtices sinfin | |
| El método de vórtice en celda (VIC) es un modelo numérico usado en dinámica defluidos, el cual se basa en una descripción lagrangiana de la vorticidad y euleriana de lavelocidad para describir la evolución de un fluido incompresible y homogéneo. En estetrabajo se desarrolla este modelo para el estudio tridimensional de vórtices, ya que lasventajas de este método sobre los demás son que permite reducir el tiempo de cómputo,incluye implícitamente efectos viscosos y no mantiene la conectividad entre elementosde vorticidad. La validación del modelo se llevó a cabo mediante el estudio del vórticeanular, ya que su dinámica bajo la condición de ser delgado es bien conocida. Para elcálculo de la velocidad de traslación del vórtice se obtuvo que el modelo aproxima enun 95.5% la velocidad teórica de un remolino de razón de aspecto r0/R = 0.1(r0 es elradio del núcleo y R el radio del remolino). Por otra parte, las características de VICpermiten el estudio de la interacción tridimensional de vórtices en un flujo viscoso, porlo que en este trabajo se estudian los procesos de reconexión de dos vórtices de Rankineen una configuración ortogonal. El estudio de reconexión se realizó en términos de laseparación entre los dos remolinos y se encontró que los procesos de reconexión cambianconforme la separación entre éstos aumenta. Además se cuantificó el tiempo en que sepresenta la reconexión en función de la separación entre los vórtice y se obtuvo que estetiempo aumenta conforme la distancia entre los vórtices es mayor. The vortex-in-cell method (VIC) is a numerical model used in fluid dynamics. It isbased on a Lagrangian description of the vorticity and on an Eulerian description of thevelocity to depict the evolution of an incompressible and homogeneous fluid. We developa VIC model to study three-dimensional vortices, since the advantages of this methodover others is that it allows to reduce computer time, it includes implicitly viscouseffects and it does not keep connection between vortex particles. Validation of themethod was made with the vortex ring because its dynamics under certain conditionsis well-known. We achieved to approximate in a 95.5% the theoretical velocity of avortex with aspect ratio r0/R = 0.1(r0 is the radius of the core y R the radius of thevortex). The characteristics of the VIC method enables us to study the tridimensionalinteraction of vortices in a viscous flow, thus in this work we study the reconnectionprocess of two orthogonal Rankine vortices. The study of reconnection is made as afunction of the separation between the two vortices. It was found that the reconnectionprocess changes with the increase of the distance between the vortices. Furthermore wequantify the time in which the reconnection occurs as a function of the separation andit is found that the time increases with the separation increases. | |
| CICESE | |
| 2013 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Suaza Jaque, R. D.2013.Método de vórtice en celda tridimensional para el estudio de vórtices sinfin. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 68 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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