Resumen

Se realiza una simulación numérica para investigar la entrada de agua de media esfera que es hidrófoba en un hemisferio e hidrófila en el otro. Se presta especial atención al método de simulación basado en la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes acopladas con el método VOF (volumen de fluido) y el método CSF (fuerza superficial continua). Los resultados numéricos predijeron los resultados experimentales, validando la idoneidad del enfoque numérico para simular el problema de entrada de agua de la esfera en diferentes condiciones de humectación. Los resultados numéricos muestran que la entrada de agua de la media esfera crea una cavidad asimétrica y una salpicadura "cardioide", que hace que la esfera se desplace lateralmente desde el lado hidrófobo al hidrófilo. Otras investigaciones muestran que la relación de densidad y el desajuste de la asimetría en condiciones de humectación afectan a la trayectoria, la velocidad y la aceleración de la media esfera durante la entrada de agua. Además, se investiga el coeficiente de fuerza hidrodinámica total como resultado de las fuerzas que actúan sobre la esfera durante la entrada de agua dictada por la formación de la cavidad.

• Materias:Análisis Matemático Matemáticas Algebra Ingeniería Lógica matemática
• Subjects:Mathematical Analysis mathematics Algebra Engineering Mathematical logic
• Palabras claves:Simulación numérica; entrada de agua; media esfera; hidrofóbica; hidrofílica; ecuaciones de Navier-Stokes; método VOF; método CSF; condiciones de humectación; cavidad asimétrica; salpicadura cardioide; trayectoria; velocidad; aceleración; relación de densidades; desajuste; coeficiente de fuerza hidrodinámica; formación de cavidades.
• Keywords:Numerical simulation; water entry; half-half sphere; hydrophobic; hydrophilic; Navier-Stokes equations; VOF method; CSF method; wetting conditions; asymmetric cavity; cardioid splash; trajectory; velocity; acceleration; density ratio; mismatch; hydrodynamic force coefficient; cavity formation