Browsing by Author "Gambetta Olivares, Gabriela Antonia"
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Thesis Simulación computacional flujo de aire en condiciones de helada radiatia sobre terreno complejo a mesoescala(Universidad Técnica Federico Santa María, 2020-01) Gambetta Olivares, Gabriela Antonia; Espinoza Silva, Jaime; Departamento de Ingeniería Mecánica; Flores Madariaga, AlexPor medio de herramientas de la dinámica de fluidos computacional se realiza la simulación a soescala del comportamiento del flujo de aire sobre terreno complejo para un sector de la 6ta región de Chile, con el objetivo de simulación las características del fenómeno de heladas radiativas, en donde el flujo de viento se encuentra estratificado en una atmósfera estáticamente estable. La metodología se aplica por medio del software Ansys Fluent V19.1, que resuelve las ecuaciones gobernantes que describen el comportamiento del fluido, sobre un modelo CAD 3D del volumen de control seleccionado, que incluye la superficie del cordón montañoso que condiciona fuertemente la dinámica del fluido, generado a partir de las curvas de nivel en la localidad, por medio del software Global Mapper, AutoCad e Inventor. A partir de los registros de estaciones meteorológicas, se realizó la caracterización del fenómeno de heladas radiativas según las variables de temperatura, humedad relativa, velocidad y dirección del viento para el período más crítico en el cultivo de cerezos, correspondiente al mes de agosto y septiembre entre las 05-08 a.m. En base a las variables meteorológicas mencionadas se generaron las condiciones de bordes requeridas por el simulador: perfil de velocidad, perfil de temperatura potencial virtual y dirección del viento. Previamente a la generación de los perfiles se realiza un tratamiento de las variables por medio de la interpolación inversa ponderada por distancia, para proyectar el comportamiento de estas en la ubicación requerida según los vértices del cuadrante de simulación mesoescala, en donde no existiera coincidencia con alguna de las estación meteorológica. La simulación se realiza en estado estacionario, considerando que el fenómeno físico se encuentra ya desarrollado y que el aire se comporta como un fluido incompresiblenewtoniano, debido a los bajos gradientes de presión y temperatura en los primeros 20 m de altura, donde se concentra el mayor interés en la convergencia de la solución. Se presentan los resultados obtenido para 2 regímenes del flujo: viscoso laminar y viscoso turbulento, este último mediante la selección del modelo SST k -@ que utiliza una mezcla entre los modelos k - E y k - @ para obtener una solución más robusta y exacta en las regiones cercanas a la pared. Finalmente, se comprueba que la simulación logra modelar el comportamiento dinámico y termodinámico adecuadamente según la caracterización del fenómeno físico de heladas radiativas, condicionado en exactitud en vista de las aproximaciones realizadas por la falta de mediciones apropiadas en el sitio de estudio principalmente.
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