Modelización de la turbulencia sobre la base de la vorticidad turbulenta

Abstract

Esta tesis doctoral propone un nuevo enfoque para el estudio y entendimiento del fenómeno de la turbulencia en los fluidos. Se ha desarrollado un conjunto completo y tridimensional (3d) de ecuaciones para su estudio, contemplando el sistema de ecuaciones de movimiento, ecuación de continuidad, ecuación de difusión y ecuación de energía. Todas estas ecuaciones han tratado de mostrar de forma explícita la importancia que tiene los efectos relacionados con la vorticidad, ya sea en su valor instantáneo ya sea en su valor perturbado. Asimismo se han utilizado una serie de conceptos teóricos relacionados con las posibles deformaciones que pueden sufrir los eddies turbulentos. Además, se ha manejado un modelo numérico para el estudio de fenómenos asociados a la turbulencia, a través del sistema de ecuaciones propuestas. A tal efecto, se ha diseñado una rejilla de integración tridimensional, un desarrollo de modelización basado en diferentes finitas, centradas para los cálculos espaciales y adelantada para los cálculos temporales. Se propone un sistema de tres fases para la integración temporal. Por último, se han desarrollado una serie de casos con diferentes propuestas iniciales para el entendimiento de los fenómenos asociados a la turbulencia.