El efecto de la torsión en la estructura de un vórtice helicoidal
El efecto de la torsión en la estructura de un vórtice helicoidal ha sido escasamente examinado. En esta tesis analizamos el efecto de la torsión en el campo de velocidad y el campo de vorticidad de un vórtice helicoidal. Para obtener el campo de velocidad, escribimos las ecuaciones de Euler y de co...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/2541 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2541 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Vórtice helicoidal, vórtice de Rankine, flujo secundario, expansiones asintóticas info:eu-repo/classification/Autor/Helical vortex, Rankine vortex, secondary flow, matched asymptotic expansions info:eu-repo/classification/cti/1 info:eu-repo/classification/cti/22 info:eu-repo/classification/cti/2205 info:eu-repo/classification/cti/220504 |
| Sumario: | El efecto de la torsión en la estructura de un vórtice helicoidal ha sido escasamente examinado. En esta tesis analizamos el efecto de la torsión en el campo de velocidad y el campo de vorticidad de un vórtice helicoidal. Para obtener el campo de velocidad, escribimos las ecuaciones de Euler y de conservación de masa en un sistema de coordenadas helicoidal y utilizamos el método de las expansiones asintóticas, en otras palabras, expresamos las variables dependientes como series de potencias de dos parámetros ε = aκ y η = aτ, (a es el radio de la sección transversal del vórtice, κ y τ son la curvatura y la torsión, respectivamente) colectamos los términos de primer orden en dichos parámetros y obtenemos una ecuación cuya solución describe el campo de velocidad de un vórtice helicoidal. Observamos que, debido a la curvatura, el centro del vórtice de Rankine se desplaza en dirección contraria al centro de curvatura. Para nuestros casos de estudio, estos desplazamientos toman valores entre 0 y 0.18 % del radio del vórtice. La curvatura es responsable de que la vorticidad varíe linealmente con la distancia al centro de curvatura; debido a la torsión obtenemosuna expresión analítica arbitraria para la componente axial del vector de velocidad. Si dicha expresión es cero entonces las componentes del vector de vorticidad, en la sección transversal del vórtice, son nulas. Si es una función cuadrática del radio de la sección transversal del vórtice, entonces las componentes del vector de vorticidad son diferentes de cero. |
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