Son una herramienta para el desarrollo de
resultados en ciencia e ingeniería ya que los
modelos de flujos no suelen tener expresiones
analíticas. De esta manera se utilizan modelos
numéricos que resuelvan con ayuda de
computadoras
Panorama general
1
Escoger un modelo de ecuaciones, es este cas de NS, o
alguna aproximación y también un modelo de turbulencia
2
Discretización de la
ecuación con uno de los
tres modelos. Y decidir
sobre el algoritmo
numérico
3
Graficación y visualización de los resultados numéricos
Ecuaciones de gobierno
Leyes de conservación
Las leyes de
conservación requieren
de lacerradura, es decir
que # de variables=#de
ecuaciones
Forma de ecuaciones divergente y gradiente
La forma incompresible
Ecuaciones de gobierno en forma indicial
Propiedades de las ecuaciones diferenciales parciales
Asumiendo que no hay puntos fuente
ni sumidero, la ecuación está dada por:
De forma general sería
Nomenclatura
Representación Euleriana,
describiendo el flujo de fluido en
función del espacio y tiempo
Representación Lagrangiana,
describiendo el flujo de fluido como
elementos individuales del flujo
Cuadrícula para simulación de fluidos
Para métodos eulerianos, todas las variables
se determinan por medio de un gran número
de puntos discretos, para poder representar
movimiento.
Para eso se usan polígonos hechos
de puntos discretos llamados celdas
y el espacio en tre ellas se llama
cuadrícula
Cuadrículas estructuradas
Prefereibles pues pueden optimizar el
rendimiento de cómputo para
geometrías bien definidas, pero malos
para geometrías que son complejas
Cuadrículas no estructuradas
Bajo rendimiento de cómputo pero buenas para
geometrías que son complejas
Métodos de discretización
Método de diferencias finitas
Basado en la forma diferencial
de gobierno de las ecuaciones
Método de volúmenes finitos
Basado en las ecuaciones de
gobierno en forma integral
Método de elementos finitos
Basada en la formulacipon
débil de las ecuaciones de
gobierno
Otros métodos
Método de vórtices
Método de celosía de Boltzman
Validación y verificación
Es importante asegurar las soluciones, por tanto,
verificar con casos teóricos o con experimentación de
referencia es de suma importancia