Fluidos Para este análisis se busca el arrastre en la superficie de una pelota de golf y compararlo contra una pelota de las mismas dimensiones pero con superficie plana.

Fluidos

Para este análisis se busca el arrastre en la superficie de una pelota de golf y compararlo contra una pelota de las mismas dimensiones pero con superficie plana.

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PASO A PASO

• Lo primero que se hizo fue modelar las dos esferas en inventor y se exportaron a un formato CAD para poder abrir en workbench.
• Una vez en workbench se abre un proyecto FLUID FLOW FLUENT para poder generar un volumen de control (como veremos a continuación) y simular el flujo de aire a una velocidad que tomamos para la pelota de 612 m/s que son 172 km/h que es la velocidad promedio a la que golpea un golfista profesional.
• Una vez abierto lo primero es generar la geometría en el proyecto y crear un volumen de control (enclosure) que envuelva a la pelota. Es muy importante determinar si las geometrías van a ser solidos o fluidos. Una vez que se tiene eso listo nombramos a todos los componentes.
• Ya que tenemos las geometrías determinadas pasamos al MESH para darle las condiciones al mallado. Lo primero que hicimos fue cambiar el método de mallado por tetraedros ya que la geometría a mallar en este caso es una esfera.
• Como el detalle fino lo queremos en la esfera optamos por darle sizings diferentes a ambas figuras a la esfera le dimos 1.5mm por elemento y a el volumen de control le dimos 4mm.
• Una vez que obtuvimos un mallado confiable pasamos al SETUP. Lo primero es cambar a transient en “general” y en MODEL activar la K-e. Une vez listo pasamos a materials para determinar los materiales en este caso aire para el fluido y para el material de la pelota poliuretano con una densidad de 48 KG/m3, en las condiciones de frontera  donde en el inlet se aplica la velocidad previamente establecida de 612m/s y en el outlet verificar que la presión sea 0 y que el resto de los elementos se comporten como paredes.
• Cuando ya se alimento por completo al sistema se pone a resolver y se obtienen los siguientes resultados

RESULTADOS

PARA LA PELOTA DE GOLF

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Presión en la superficie de la pelota de golf

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 Velocidad en la superficie de la pelota de golf

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Líneas de contorno

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Grafica de arrastre

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Grafica de sustentación

PARA LA PELOTA LISA

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LINEAS DE CONTORNO

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Grafica de velocidad

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Grafica de arrastre

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Grafica de sustentación

CONCLUSIONES

El diseño de las pelotas de golf está enfocado a aumentar la distancia que esta recorrerá, es decir, que permanezca lo más posible en el aire. De ahí que las fuerzas aerodinámicas desempeñen un papel muy importante en el vuelo de este tipo de pelota. Cuando tenemos el flujo alrededor de una pelota lisa, el flujo se separa muy pronto.

Por otro lado, cuando la pelota tiene imperfecciones o en este caso particular la presencia de hoyuelos, la separación se retrasa al tener una capa límite turbulenta. Esta superficie áspera provoca que la resistencia disminuya sin importar el incremento de la velocidad a diferencia de la pelota lisa donde a medida que se incrementa la velocidad la resistencia también crece.

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