Simulación numérica del tiempo de escape en un vórtice tridimensional y de la sedimentación en vórtices bidimensionales periódicos para partículas pesadas

Abstract

En esta Tesis Doctoral se investigan dos problemas fluidomecánicos en los que aparecen flujos bifásicos con interacción entre pequeñas partículas pesadas y fluidos, con el objetivo de mejorar la comprensión del régimen turbulento. En primer lugar, se ha analizado el tiempo que tardan en escapar de un vórtice tridimensional pequeñas partículas pesadas. Se ha determinado dicho tiempo mediante simulación numérica y después se ha desarrollado una fórmula teórica para el mismo. En segundo lugar, se ha analizado la sedimentación de partículas en presencia de un campo fluido no considerado hasta ahora, consistente en una disposición bidimensional de vórtices repetidos periódicamente. Se ha obtenido que las partículas se acumulan en zonas preferentes de sedimentación posibilitando su separación del fluido y su clasificación y que su velocidad media de sedimentación se incrementa respecto al caso de fluido en reposo.