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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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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vortex
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https://tedkinsman.photoshelter.com/image/I0000eLF4e1eC7uc
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