“PERFIL DE VELOCIDAD Y PRESIÓN EN EL PABELLON CENTRAL DE LA UNIVERSIDAD LAS AMERICAS UTILIZANDO EL SOFTWARE DE SIMULACIÓN COMSOL V.4.2”

UNIVERSIDAD PERUANA DE LAS AMERICAS

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

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ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN

TEMA: “PERFIL DE VELOCIDAD Y PRESIÓN EN EL PABELLON CENTRAL DE LA UNIVERSIDAD LAS AMERICAS UTILIZANDO EL SOFTWARE DE SIMULACIÓN COMSOL V.4.2”

PRESENTADO POR:

• BALDEON AGUILAR MARIA ELENA
• ROSAS ZELAYA GIAN POOL

2017

PERFIL DE VELOCIDAD Y PRESIÓN EN EL PABELLON CENTRAL DE LA UNIVERSIDAD LAS AMERICAS UTILIZANDO EL SOFTWARE DE SIMULACIÓN COMSOL V.4.2

Rosas Zelaya, Gian Pool; Baldeon Aguilar, María

Facultad de Ingeniería – Escuela Profesional de Ingeniería Industrial

maria.baldeon2124@gmailcom

RESUMEN

El presente trabajo de investigación, se ha realizado la simulación de las instalaciones del pabellón central de la Universidad Las Américas, para ello se ha utilizado en software de simulación de fluidos denominado COMSOL v.4.2.

El objetivo principal ha sido determinación de los perfiles de velocidad y presión en torno a la estructura. El método aplicado es experimental – deductivo y el modelo CFD está basado en volúmenes finitos.

Se asumieron valores de velocidad de entrada y presión de salida, para ello se realizaron simulaciones para 1m/s.

Los resultados obtenidos de los perfiles de velocidad que oscilan entre los 0m/s hasta los 3 m/s para una velocidad de entrada de 1 m/s, mientras que los perfiles de presión oscilan entre los -3,87 Pa y los 3,47 Pa, donde se observa los valores altos de velocidad en la parte superior de la estructura y los valores bajos ubicados detrás de la estructura.

Se concluye que los valores altos de velocidad son altos debido a las áreas pequeñas y cuyo valor es de 3 m/s y presión de 3,47 Pa.

Palabras Clave: Simulación, CFD, Perfil de velocidad, Perfil de presión, Volúmenes finitos.

I.- INTRODUCCIÓN

La Universidad Las Américas - ULA, forma profesionales líderes, emprendedores e innovadores con responsabilidad social y ética comprometidos con la preservación del medio ambiente y con visión global para contribuir al bienestar de la sociedad. Consta de nueve facultades, entre las cuales se encuentra la Facultad de ingeniería y como parte de ella está la Escuela Profesional de Ingeniería Industrial. La malla curricular de dicha especialidad contempla la asignatura de mecánica de fluidos.

Para el complemento de los conocimientos impartidos en la asignatura, se contempla la dinámica de fluidos computacional – CDF^[1], como una herramienta de simulación la cual se imparte en los laboratorios. Por tal motivo se ha prestado atención al desarrollo de un proyecto que consta de la simulación de la estructura del pabellón central de dicha casa de estudios, para lo cual se ha utilizado computadores de alta velocidad para la realización de los cálculos requeridos.

El objetivo es determinar los perfiles de velocidad y presión entorno a la estructura del pabellón central de ULA, partiendo de condiciones de velocidad y presión las cuales han sido previamente solicitadas al Servicio Nacional de Meteorología – SENAMHI (Perfil de velocidad^[2]), posteriormente se realizaron los cálculos con valores diversos de velocidad.

Finalmente se han obtenido los perfiles de velocidad que oscilan entre los 0m/s hasta los 3 m/s para una velocidad de entrada de 1 m/s, mientras que los perfiles de presión oscilan entre los -3,87 Pa y los 3,47 Pa, donde se observa los valores altos de velocidad en la parte superior de la estructura y los valores bajos ubicados detrás de la estructura. Por lo que se concluye que los valores altos de velocidad son altos debido a las áreas pequeñas y cuyo valor es de 3 m/s.

 El trabajo se ha desarrollado en seis capítulos, en los cuales se ha planteado en el capítulo I: Introducción, Capítulo II: Materiales, Capítulo III: Procedimiento que contempla las condiciones de simulación, la física laminar, mallado tetragonal, cálculos, errores y resultados. Capítulo V.- Resultados, en el cual se plasman los valores de velocidad y presión. Capítulo VI: Conclusiones y Capitulo VII: Referencias.

II.- MATERIALES Y EQUIPOS

Los materiales utilizados en este trabajo se describen a continuación: 01 software CFD COMSOL Multiphysics versión 4.2, 01 PC personal (04 GB de memoria RAM, memoria física 500 MB) y 01 Plano arquitectónico de las instalaciones de la ULA.

III.- PROCEDIMIENTO

3.1.- Descripción experimental

Para realizar el análisis numérico de las instalaciones del local central de la ULA, primero se realizaron las definiciones del modelo, para lo cual se procedió con la geometría, se ingresaron los datos o dimensiones para cada uno de los 13 bloques. luego se aplicó una diferencia para poder definir el fluido que es el aire (bloque 14) y diferenciarlos del material q no es fluido al cual corresponde al concreto (unión de bloques). (ver figura N ° 1). Por lo que finamente se pueda obtener la geometría 1 (ver figura N °2)

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Figura N °1: bloques para formar la Geometría

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Figura N °2: Geometría del local central ULA (objeto de estudio)

Las características de la geometría fueron las siguientes: dimensiones espaciales 3D, número de dominios 1, número de bordes 63, número de ejes 163, número de vértices 105. Los datos son presentados en la tabla N°1.

Tabla N°1: Estadísticas de la geometría

Fuente: propia

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