SOLUCIÓN DE EJERCICIOS

MECÁNICA DE FLUIDOS – CENGEL 1 EDICIÓN

SOLUCIÓN PROBLEMA 15-26 MECÁNICA DE FLUIDOS CENGEL 1 EDICIÓN.

15-26 En este ejercicio se examina qué tan lejos necesita estar la frontera del dominio computacional para simular flujo libre alrededor de un cuerpo. Por sencillez, se elige un caso bidimensional, flujo a velocidad V sobre un bloque rectangular cuya longitud L es 1.5 veces su altura D (Fig. P15-26a). Se supone que el flujo es simétrico respecto a la línea central (eje x), de modo que se necesita modelar sólo la mitad superior del flujo. Se prepara un dominio computacional semicircular para la solución de la DFC, como se bosqueja en la figura P15-26b. Las condiciones de frontera se muestran en los lados. Se ejecutan varios valores del radio del lado externo R (5  R/D  500) para determinar cuándo la frontera de campo lejano está lo suficientemente alejada. Utilice la aplicación Block _domain de FlowLab.
a) Calcule el número de Reynolds con base en la altura de bloque D. ¿Cuál es el valor medido experimentalmente del coeficiente de arrastre para este bloque bidimensional a este número de Reynolds (Cap. 11)?
b) Genere las soluciones de la DFC para varios valores de R/D. Para cada caso calcule y registre el coeficiente de arrastre CD. Grafique CD como función de R/D. ¿A qué valor de R/D se vuelve CD independiente de la extensión computacional a tres dígitos significativos de precisión? Exprese un valor final de CD y explique sus resultados.c) Explique algunas razones para la discrepancia entre el valor
experimental de CD y el valor obtenido aquí mediante la DFC.
d) Trace las líneas de corriente para dos casos: R/D 5 y 500. Compare y explíquelo.

Solución:

Solución 1: Canal

 

 

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