INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN

INGENIERÍA EN AERONÁUTICA

DINAMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL

PROFESOR: ALFEDRO ARIAS MONTAÑO

“LECTURAS PRIMER DEPARTAMENTAL”

VEYNA ROBLES URIEL

GRUPO 8AM2

TURNO: MATUTINO

Cuestionario

1.- Dé una definición de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD).

Como sabemos un fluido lo rigen ciertos aspectos físicos mediante ecuaciones matemáticas

complejas mediante la implementación de ecuaciones diferenciales parciales para lo cual la

dinámica de fluidos computaciones es una técnica que remplaza estas ecuaciones en números que

mediante análisis numérico y la discretización de las mismas.

2.- Describa cual ha sido el rol de CFD en la industria aeronáutica, desde la creación de esta ciencia hasta

nuestros días.

Ha sido de suma importancia en el campo aeronáutico y ya que gracias a esta técnica se ha desarrollado

grandes avances en el desarrollo de aeronaves más eficientes y comprender ciertos fenómenos que con

otras técnicas sería muy difícil de resolver. Como se explica en los resúmenes CFD nace debido al problema

que se tenían en los años 50’s con el reingreso de los vehículos aeroespaciales y continua hasta nuestro

días impulsando y efiecientizando no sólo el campo aeroespacial si no muchos otros campos que nunca

antes se había examinado tal es el caso de los deportes y la medicina.

3.- En la primera lectura, se considera que CFD es una tercera dimensión que complementa a la

aerodinámica teórica y experimental, y se identifican, de acuerdo con la complejidad de flujos que se

resuelven, dos generaciones de CFD. Identifique y dé las características de éstas.

Primera generación

Surge en los 1950s y principios de 1960s

Surge de la necesidad de resolver el problema de las altas velocidades y temperaturas presentes en

el reingreso de un vehículo a la atmósfera terrestre.

Las altas temperaturas del flujo con llevaban a tomar en cuenta energía de vibración y reacciones

químicas, lo cual hacia casi imposible resolver el problema sin el uso de métodos numéricos.

Segunda generación

Uso de las ecuaciones de Navier-Stokes

Problemas sumamente complejos que sin la ayuda de las computadoras serían imposibles de

resolver.

Problemas que mezclan flujo subsónico y supersónico, flujos viscosos que no se puede aproximar su

capa límite teóricamente.

Maquinas sumamente potentes

4.- Podríamos considerar que actualmente estamos en una tercera generación de CFD. De acuerdo a todas

las lecturas realizadas, y en comparación con las dos generaciones anteriores, ¿cuáles considera usted que

son las principales características de ésta tercera generación? Discuta brevemente.

Históricamente sabes que esta técnica tiene su raíz de sus predecesores los cuales son la forma analítica y la

experimental pero gracias al avance de la tecnología este ha logrado independizarse convirtiéndola en una

de las principales ya que presenta ventajas antes las demás (el tiempo y costo). Considerando que se puede

predecir el comportamiento del flujo en un fenómeno, este puede llegar a revolucionar de forma drástica el

análisis de fluidos, para ello se debe tener en cuenta el crecimiento en conjunto con nuevas tecnologías que

respalden el proceso. Cabe mencionar que no todo es positivo durante este proceso ya que lo que hacemos

es dar una estimación mediante la discretización de las ecuaciones

5.- Describa brevemente cuales son los pasos necesarios en la realización de una simulación de CFD.

1) Creación de geometría: Se dibuja la geometría mediante un software (CAD).

2) Generación de malla: El volumen ocupado por el fluido se ve cubierto mediante un

enmallado (nodos o paneles). La malla puede ser uniforme o no uniforme.

3) Selección del modelo: El modelo físico y características se seleccionan.

4) Condiciones de frontera: Se definen las condiciones de análisis, especificando el

comportamiento y las propiedades del fluido.

5) Proceso de solución: El software comienza a resuelve el problema iniciando la simulación.

Post procesador: Se utiliza para la visualización de la solución resultante y el análisis final del proceso.

6.- ¿Considera usted que las pruebas en túneles de viento, o de manera general, cualquier prueba

experimental de la interacción de un dispositivo con un flujo, dejarán algún día de realizarse? Discuta

brevemente.

Yo pienso que no ya que esta técnica es de suma importancia para muchas empresas transnacionales a lo

cual han invertido bastante en sus túneles de viento para que en un futro muy cercano desaparezcan lo que

si puede pasar es que desaparezcan de algunos talleres pequeños ya sea por el manteamiento y coste del

mismo, sin embrago sabemos que la técnica de CFD aún tiene limitantes y hasta que no se logren eliminar

esas limitantes podrán dejar de existir los túneles de viento.

7.- ¿Cuáles considera usted que son actualmente las capacidades, limitantes y retos de la CFD? Discuta

brevemente

Yo considero que una de las limitantes de la CFD es que aún no es posible de manera correcta es realizar

análisis con flujos turbulentos, por lo que es necesario el uso de métodos experimentales para resolver y

entender estos fenómenos.

Actualmente es posible realizar análisis complejos que anteriormente resultaban imposibles de resolver y un

ejemplo de ello puedo citar el caso de la primera aeronave construida mediante simulación computacional

me refiero al Boeing 777 uno de los aviones con mayor alcance y autonomía en su categoría. Esto quiere

decir que el uso de esta técnica y el desarrollo de tecnología a la par pueden llegar a lograr cosas

inimaginables.

Bibliografía

WENDT John F.

Computational Fluid Dynamics

TU Jiyuan, HENG YEOH Guan

Computational Fluid Dynamics