Pulsed
jet-flow perturbations in the turbulent wake of a
cylinder.
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In
this work we study pressure-velocity statistics measured
simultaneously on the surface boundary layer and the near
wake of a circular cylinder in cross flow in turbulent
regime in a wind tunnel. We apply a coherent mean method
to determine to a what extent wall pressure fluctuations
can be conditioned to the near wake turbulent vortex
motion. The method allows us to use of wake turbulent
events and associate a corresponding wall-pressure
signature around the whole cylinder surface using discrete
flush-mounted surface pressure transducers. Simultaneous
measurements of both time series of wake velocity and wall
pressure allow us to characterize the mutual influence of
hydrodynamic perturbations from the boundary layer surface
pressure and the wake velocity fluctuations. Large scale
turbulent vortex shedding is well correlated to surface
pressure fluctuations as expected in the low frequency
rage of the power spectra. Wake velocity and wall pressure
signals were used to determine the synchronous influence
of large scale vortex shedding over the whole cylinder’s
surface and allowed full assessment of the statistical
properties of the instantaneous fluctuating wall pressure
field and the velocity field in the near wake.
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Impact
of Tsunami-like non-linear waves on a solid body.
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In
this work we will study the wave-induced vortex generation
and shedding from a vertical square/circular cylinder
interacting with an upcoming undular bore/tsunami wave
train. A turbulent Large Eddy numerical simulation
(LES) solving the full turbulent viscous 3D
Navier-Stokes equations is carried out in order to study and
characterize both the undular bore wave properties and the
vortex dynamics during the interaction. No base flow is
set-up and the undular bore is generated by the impulsive
motion of a piston wavemaker performed on a laboratory scale
numerical wave tank. The piston motion leads to the
formation of a neat propagating wave train which was fully
characterized. While the undular bore interacts with a
downstream rigid square cylinder, coherent structures formed
at the four cylinder’s edges which are triggered by the wave
motion, leading to a vortex shedding frequency which matched
the wave instantaneous frequency. Filamentary vertical
vortices can be observed extending along the entire water
column from the free-surface to the seabed. At the rear
downstream face of the cylinder, the pairing of two vortices
occurs. These vortices are present during the whole cycle
and are submitted to the mechanical forcing and downstream
advection by the undular bore/tsunami induced flow.
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Inestabilidad
de von Kármán |
Estudio numérico y/o experimental de la calle de vórtices de von
Kármán (von Kármán Street) que consiste en la emisión periódica de
vórtices en la estela de un cuerpo. En la imagen se aprecia la
estela inestable producida por un cilindro enfrentando un flujo de
agua (desde la izquierda a la derecha) y los vórtices generados
periódicamente. Este fenómeno puede ocurrir cuando el flujo se
genera entre dos casquetes esféricos y el cuerpo se ubica en forma
normal a la s 2 superficies. Una esfera exterior fija y una esfera
interior girando a velocidad angular constante con un cilindro
perpendicular a su superficie. Este fenómeno tiene mucha similitud
con los torbellinos observados en la atmósfera de Júpiter |
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Anillos
de vorticidad
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Estudio
numérico de mecánica de fluidos utilizando métodos numéricos
tipo Large Eddy Simulation (LES) para modelar una cámara
hidrodinámica, equipada con actuadores independientes para
producir anillos de vorticidad (laminar y turbulento) con el
objetivo de estudiar las estructuras de vorticidad secundarias
originadas luego de una colisión entre múltiples anillos de
vorticidad. Explorar el regimen laminar, inestable y
turbulento. Los resultados serán conparados con datos
experimentales obtenidos con técnicas
de medición de velocidad tipo Laser Doppler Anemometry (LDA) y
Particle Image Velocimetry (PIV).
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Interacción
de plumas térmicas
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A
thermal plume is a localized spot of heat (hot or cold
fluid) that spreads through the fluid due to the effect of
thermal thrust. We study a simple PID feedback control
strategy to drive thermal plume dynamics in a water
column. A heater located at the base of the water
reservoir provides heat to create a thermal plume which is
then monitored by sensors to perform feedback control
actions.
Una
pluma térmica es una zona localizada de calor (fluido frío
o caliente) que se propaga a través del fluido debido al
efecto del empuje térmico. Estudiamos una estrategia
simple de control de retroalimentación PID para generar
plumas térmicas en una columna de agua. Un calentador
ubicado en la base del depósito de agua proporciona calor
para crear una columna térmica que luego es monitoreada
por sensores para realizar acciones de control de
retroalimentación.
Es
un estudio experimental de la generación de plumas térmicas en
un líquido al interior de una cámara de acrílico. Una pluma
térmica es un fenómeno de convección natural que consiste en la
evolución de un pulso de calor (o frío) localizado, que se
propaga a través del fluido producto del efecto del empuje
térmico suministrado por una fuente de calor. En la imagen se
observa la emisión de una pluma que asciende y transita a la
turbulencia. Colisiones entre plumas y efecto de la secuencia
temporal/espacial de activación de la plumas. Se pueden
activar bajo reglas de feedback. Se utilizarán técnicas de
medición de velocidad tipo Laser Doppler Anemometry (LDA) y
Particle Image Velocimetry (PIV).
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Taylor
Couette horizontal
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Se estudia
la levitación de cuerpos pequeños al interior de un cilindro o
tambor horizontal en rotación. La idea es colocar un cuerpo
sólido (cilindro pequeño, placa, triangulo, etc,) dentro del
tambor giratorio horizontal lleno de agua. La figura muestra una
configuración horizontal de Taylor-Couette. Dejaremos que el
cilindro pequeño se mueva libremente por las fuerzas
hidrodinámicas internas producidas por el flujo. Explorar el
regimen laminar, inestable y turbulento. Medición de velocidad
con LDA y PIV.
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Cortador
Metalúrgico
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Este tema está orientado a la minería. Se trata del diseño y
construcción de una cortador de pulpas mineras. El objetivo de
este dispositivo es tomar muestras a escala de laboratorio de la
concentración de partículas de diversos minerales
hidro-transportadas en procesos mineros. La memoria
contempla una primera etapa de diseño del cortador en base a un
modelo CAD en Fusion 360 (Autodesk). Luego una etapa de
fabricación en diferentes materiales asistida a través de
maquinado en router CNC e impresión 3D. El tema culmina con una
etapa de instrumentación utilizando sensores de velocidad, caudal
y presión integrados a una plataforma digital de adqusición y post
procesamiento de datos. Explorar los distintos regimenes de flujo
y su influencia en el muestreo. |
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Propulsor
hidrodinámico submarino
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Este
trabajo está inspirado en el sistema de propulsión y diseño
hidrodinámico del calamar. Se busca implementar un nuevo
propulsor hidrodinámico basado en el movimiento pulsátil, es
decir mediante cortos pulsos de fluido (jets) modulados tanto en
velocidad de expulsión como en caudal para provocar el
movimiento. De esta manera se quiere desarrollar un propulsor
hidrodinámico con un método eficiente de movimiento, similar al
estudiado por Erik J. Anderson y Mark A. Grosenbaugh, basado
anillos de vorticidad. El
objetivo es entonces diseñar y desarrollar un prototipo,
estudiando un movimiento uniaxial del propulsor a través de una
señal de entrada encargada de producir movimientos de una
membrana impermeable para producir jets sintéticos desplazando
fluido a través de una tobera. El actuador que transfiere la
excitación estará ubicado en la nariz del calamar,
alimentado por una fuente de tensión externa aislada del fluido.
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Bibliografía |
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Nguyen and Viet Dung Duong Vortex ring-tube reconnection in a
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Erik J.
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