Aplicación del método de los volúmenes finitos al cálculo del parámetro de masa añadida de un cilindro vibrante en el seno de un fluido

Abstract

En este trabajo se propone estudiar la interacción fluido-estructura para el caso de estructuras infinitamente rígidas (2D), vibrando en contacto con un flujo viscoso e incompresible. Para la discretización y resolución de las ecuaciones Navier--Stokes se hará uso del Método de Volúmenes Finitos. Más concretamente se realizará la comparativa del coeficiente de masa añadida y del coeficiente de arrastre para una estructura cilíndrica que vibra según un movimiento armónico en un fluido inicialmente en reposo con los resultados de problemas clásicos de los que existen diversas publicaciones. Con los resultados que se obtienen en este trabajo, se estima conseguir la base metodológica para posteriormente pasar a calcular no solo geometrías más complicadas sino también geometrías en 3D.

In this work, we do intend to study the fluid -- structure interaction for indefinitely rigid structures (2D), vibrating in contact with a non-compressible and viscous flow. For the discretization and the solution of Navier--Stokes' equations we will make use of the Finite Volume Method. Concretely, a comparative will be done between the added mass coefficient and drag coefficient for a cylinder which will be oscillating in vacuum under a harmonic movement with classic problems about which several research papers have been published. With the results that are supposed to be getting, it is deemed that we have already got the methodological basis to subsequently go in not only with more complicated geometries but also with 3D geometries.