Porous medium approach for aerodynamic characterization of fog water collector mesh
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Date
2018
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Abstract
La colección de agua de niebla es una alternativa prometedora en regiones con escasez de agua, como en el norte de Chile. El atrapanieblas es una malla instalada perpendicularmente a la dirección del viento, interceptando el flujo aire y extrayendo las gotas de agua que contiene. Para maximizar la cantidad de agua colectada, se deben instalar muchos atrapanieblas de forma optimizada. Para optimizar la disposición espacial de los atrapanieblas se requieren simulaciones que utilizan una gran cantidad de recursos computacionales. El objetivo del presente estudio es desarrollar un modelo de bajo costo computacional para simular el flujo de viento a través de atrapanieblas. Para esto se validó un modelo de medio poroso que permite representar adecuadamente la aerodinámica de un atrapaniebla en condiciones de flujo externo. Se realizaron simulaciones de flujo de viento a través de una malla en flujo confinado y se compararon con simulaciones de viento a través de un medio poroso en flujo confinado. Posteriormente, los resultados se extrapolaron a flujo de viento a través de una malla en condiciones de flujo abierto. Se compararon los coeficientes de caída de presión C0 de ambas simulaciones en flujo confinado, la diferencia entre ambos resultados menor a un 4%. Para las simulaciones en flujo abierto se comparó el campo de velocidad para la malla y el medio poroso y se determinó que fuera de la estela la diferencia entre ambas simulaciones no supera el 5%, mientras que dentro de la estela el error es cercano al 30%. El campo de flujo es similar para ambas simulaciones, sólo con pequeñas diferencias en la distribución de presión. Se concluye que el modelo de medio poroso es una metodología válida y de bajo costo computacional para simular el flujo a través de una malla de atrapaniebla, tanto en flujo confinado como en flujo abierto.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2018