La línea de investigación Simulación computacional de flujos de fluidos de interés industrialen la que se encuadra el Trabajo Fin de Máster es una de las que lleva a cabo el grupo de investigación de Mecánica de Fluidos Computacional del Departamento de Mecánica (mecanicafluidos.uned.es). La línea se ha centrado principalmente en el estudio de la fluidodinámica de flujos interfaciales. Concretamente, los estudios llevados a cabo por el grupo investigador se enmarcan en los siguientes campos:
Proceso de llenado del molde en los procesos de fundición por inyección a alta presión,
Impacto de gotas sobre superficies sólidas que tiene lugar en procesos de recubrimiento.
En ambos casos se trata de flujos de gran complejidad, debido entre otros factores a la forma que adopta la superficie de separación de los dos fluidos y al salto brusco de propiedades (relación de densidades del orden de 1000) que se produce a través de dicha superficie. Parte de la actividad se ha centrado en el desarrollo de métodos numéricos avanzados para la simulación de flujos interfaciales. Concretamente, se han desarrollado métodos de tipo ‘VOF’ y ‘level set’ que se encuentran entre los más precisos de su categoría publicados recientemente.
A título de ejemplo, a continuación se presentan algunos de los proyectos de investigación y publicaciones en las que ha participado el grupo de investigación en esta línea:
Título: Métodos avanzados de simulación numérica del impacto de gotas sobre superficies en problemas de recubrimiento. Entidad financiadora: Ministerio de Educación y Ciencia, DPI2007-63275. Duración: 2007-2010.
Título: Desarrollo de modelos de simulación de flujos interfaciales en procesos de fundición. Entidad financiadora: Ministerio de Educación y Ciencia, DPI2004-08198. Duración: 2004-2007.
J. López, C. Zanzi, P. Gómez, R. Zamora, F. Faura, J. Hernández, An improved height function technique for computing interface curvature from volume fractions, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 198, Issues 33-36, pp. 2555-2564, 2009, doi: doi:10.1016/j.cma.2009.03.007.
J. López, J. Hernández, “Analytical and Geometrical Tools for 3D Volume of Fluid Methods in General Grids, Journal of Computational Physics, 227(12), pp. 5939-5948, 2008, doi: DOI:10.1016/j.jcp.2008.03.010.
J. López, C. Zanzi, P. Gómez, F. Faura, J. Hernández, A new volume of fluid method in three dimensions - Part II: Piecewise-planar interface reconstruction with cubic-Bézier fit, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2008, doi: 10.1002/fld.1775
J. Hernández, J. López, P. Gómez, C. Zanzi, F. Faura, A new volume of fluid method in three dimensions - Part I: Multidimensional advection method with face-matched flux polyhedra, International Journal for Numerical Methods in Fluids, 2008, 10.1002/fld.1776
Hernández, J., López, J., Gómez, P., Zanzi, C., “Simulation of three-dimensional incompressible two-phase flows using an improving PLIC-VOF method”, Euromech Colloquium 479 - Numerical Simulation of Multiphase Flow with Deformable Interfaces, Scheveningen, Países Bajos, 14-16 de agosto de 2006.
Zanzi, C., Gómez, P., Palacios, J., López, J., Hernández, J., “Influence of the wave shape on the impact of shallow-water wave on vertical walls”, ASME 2006 Joint U.S.-European Fluids Engineering Summer Meeting, ISBN 0-7918-3783-1, Miami (Florida), USA, 17-20 de julio de 2006.
J. López, J. Hernández, P. Gómez, F. Faura, "An Improved PLIC-VOF Method for Tracking Thin Fluid Structures in Incompressible Two-Phase Flows", Journal of Computational Physics, 208(1), pp. 51-74, 2005.
P. Gómez, J. Hernández, J. López, "On the reinitialization procedure in a -band locally-refined level set method for interfacial flows", International Journal for Numerical Methods in Engineering, 63(10), pp. 1478-1512, 2005.
J. Hernández, B. Zamora, "Effects of variable properties and nonuniform heating on natural convection flows in vertical channels", International Journal of Heat and Mass Transfer, 48(3-4), pp. 793-807, 2005.
Gómez, P., Zanzi, C., López, J., Hernández, J., “Visualization and numerical simulation of the impact of shallow-water waves on walls”, 2005 ASME Fluids Engineering Summer Meeting and Exhibition, ISBN: 0-7918-3760-2, Houston (Texas), USA, 19-23 de junio de 2005.
J. López, J. Hernández, F. Faura, P. Gómez, "A 3D Multidimensional VOF Advection Algorithm based on Edge-Matched Flux Polyhedrons", The 8th ESAFORM Conference on Material Forming, Cluj-Napoca, Romania, April 27-29, 2005.
R. Zamora, J. Hernández, J. López, F. Faura, P. Gómez, "Numerical and Experimental Study of Interface Dynamics and Air Entrapment in Diecasting Injection Chambers", The 8th ESAFORM Conference on Material Forming, Cluj-Napoca, Romania, April 27-29, 2005.
J. López, J. Hernández, P. Gómez, F. Faura, "A Volume of Fluid Method Based on Multidimensional Advection and Spline Interface Reconstruction", Journal of Computational Physics, 195(2), pp. 718-742, 2004.
P. Gómez, J. Hernández, J. López, "Simulación Numérica de la Inestabilidad de Rayleigh-Taylor Mediante un Método `Level Set' de Banda Estrecha con Refinamiento Local", VI Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería, Lisboa, Portugal, 2004.
La línea de investigación Simulación computacional de flujos de fluidos de interés industrial, dentro de la que se puede realizar el Trabajo Fin de Máster, es una de las cinco líneas ofertadas desde el Departamento de Mecánica dentro del Máster Universitario en Investigación en Tecnologías Industriales.
La realización del Trabajo Fin de Máster en esta la línea de investigación permitirá consolidar los conocimientos adquiridos por los estudiantes en el estudio de las asignaturas del itinerario en Ingeniería Mecánica. También permitirá a los estudiantes profundizar en los conocimientos más específicos relacionados con la simulación numérica y la mecánica de fluidos adquiridos en los estudios de grado y en las asignaturas Métodos computacionales en ingeniería y Simulación numérica de flujos de fluidos en ingeniería en los Módulos I y II del Máster, respectivamente. Por otro lado, la elaboración de este trabajo permitirá al estudiante adquirir las habilidades y conocimientos necesarios para alcanzar la suficiencia investigadora.
