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¿Cómo se comportan los gases calientes en ejes verticales?

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·       Realizar el montaje de un eje vertical donde circulan gases calientes

·       Estudiar el comportamiento de los gases dentro del eje vertical con variaciones en la velocidad de entrada

·       Analizar los datos Reynolds adquiridos con las variaciones de velocidades en el eje vertical

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Mixta

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Bajo comportamientos isotérmicos, la variación de velocidad de gases calientes a la entrada del eje vertical, altera el flujo del gas variando su turbulencia  y mostrando concentraciones de gas a la salida del eje.

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El entendimiento de los flujos turbulentos presentes en tuberías, con variaciones de velocidades, enseñan el comportamiento de gases invisibles, aportando fotografías Schlieren que colaboran con el entendimiento visual del estudio de las imágenes de estudio en el proyecto propuesto.

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¿Cómo es el desarrollo analítico de la medición de temperaturas y velocidades visualizadas en un sistema Schlieren?

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·       Desarrollar  técnicas teóricas para la medición de temperatura y velocidad

·       Definir el comportamiento de la temperatura y la velocidad presente en los líquidos

·       Visualizar las variaciones de temperatura y velocidad del aire con distintos métodos ópticos

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Mixta

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Logró caracterizar la unión de dos técnicas para medir temperatura y velocidad de fluidos invisibles.

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Da una conceptualización del sistema Schlieren, especificando el proceso analítico del comportamiento de la difracción que generan los cuerpos estudiados y la aproximación de la temperatura y velocidad de los gases invisibles.

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¿Qué diferencias tiene el análisis CFD y el sistema Schlieren, a nivel cualitativo y cuantitativo, de presiones y velocidad de una tobera a velocidades supersónicas?

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·       Simular una tobera en CFD con unos parámetros determinados

·       Analizar el comportamiento del fluido generado en CFD

·       Comparar el análisis computacional con el visualizado en fotos extraídas de otro texto.

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Mixta

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Se demostró que el análisis CFD, bien definido, tiene un comportamiento muy cercano al real, comparando tablas de presiones y velocidad.

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Este texto muestra el comportamiento del análisis CFD y fotografías Schlieren para toberas divergentes, explicando la metodología para su estudio, las variaciones de presiones y velocidades y como se ven realmente los gases invisibles con la presencia de un obstáculo en la tobera.

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Dentro del proceso de diseño aeronáutico  se deben tener en cuenta cuatro fases principales, las cuales son, análisis teórico-analítico, análisis computacional, pruebas en tierra y pruebas en vuelo. El análisis teórico-analítico busca soluciones numéricas de las ecuaciones diferenciales de física e ingeniería, suponiendo un comportamiento cuasi perfecto; el análisis computacional se realiza bajo el estudio de elementos finitos y variaciones de campo de flujo (CFD) y estos análisis varían de acuerdo a los datos suministrados por el usuario, sin tener en cuenta las variaciones de tolerancias presentes en el mecanizado de piezas. Las pruebas en tierra y las de vuelo son pruebas experimentales que buscan comprobar las situaciones simuladas en las fases anteriores.

El margen de error en el análisis computacional está presente a causa de gases invisibles, que nos muestran el comportamiento real de la conducta del flujo, y el CFD no logra determinar. El desconocimiento de los gradientes de densidad y variaciones de presión nos llevan a un mal entendimiento de los vectores de empuje, los cuales nos enseñan la tendencia a cambios de velocidad direccionales y cambios de temperatura que pueden afectar los materiales del motor en la zona de salida, por lo tanto, los académicos aeronáuticos han buscado, no solo mitigar el error, sino llevar la simulación computacional al comportamiento más cercano de los fenómenos reales de la aerodinámica y la mecánica de fluidos. Dichos estudios han demostrado que la técnica Schlieren sirve como fuente fiable de evidencia visual de la formación de fluidos invisibles, por ello se plantea que un correcto montaje del sistema Schlieren en aeronáutica colabora con las bases cualitativas de la conducta de velocidad, presión, densidad y temperatura de gases que no son percibidos por el ojo humano y los programas de simulación no pueden modelar sin el correcto conocimiento de su comportamiento.

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Comparar los datos obtenidos en simulaciones de análisis computacionales CFD de una tobera convergente respecto a los visualizados en un sistema  Schlieren

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·       Realizar un análisis CFD con la geometría de la tobera convergente de un motor.
·       Elaborar el montaje de un sistema Schlieren tipo Z para un modelo con la geometría de una tobera convergente.

·       Analizar los resultados obtenidos por el análisis computacional y el experimental

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Cualitativa