Efectos de la duración del pulso inicial en el desarrollo de anillos de vórtice

Abstract

La formación y desarrollo de anillos de vórtice (vortex ring) dependen de factores geométricos y dinámicos. En este trabajo se evalúa el tiempo de formación del anillo de vórtice a través de la duración del pulso inicial. Usando herramientas computacionales de código abierto como OpenFOAM y ParaView se analizan numéricamente 5 casos de estudio para identificar las condiciones que resultan en el mejor desempeño en el transporte de masa. Se estudian mapas de contorno de velocidad, presión y vorticidad, así como seguimiento lagrangiano de partículas y líneas de corriente para este propósito. Los resultados de este análisis apuntan a una relación entre el tiempo de desarrollo del flujo al interior del ducto de formación del vórtice y la duración del pulso inicial para la formación del vórtice. Resultando en un tiempo de pulso de 1 s para lograr el mayor transporte de masa sin desprender partículas mientras el anillo de vórtice se desplaza. Se observa que, la presión máxima alcanzada es de 0.0049 Pa y alcanza este valor para un tiempo de pulso de 1 s. Para diferentes duraciones de pulso esta presión resulta menor, por lo que es evidente la condición de mejor desempeño propulsivo en función de la duración del pulso