Inestabilidades y formación de patrones en flujos confinados con rotación de las paredesestudio de los efectos del campo magnético y del confinamiento

Resumen

Esta tesis presenta una contribución a la comprensión de la formación de patrones dentro de cavidades cilíndricas de dimensiones moderadas. Se han investigado los flujos en cavidades cilíndricas y anulares mediante el uso de simulación numérica directa de las ecuaciones de Navier-Stokes bajo la aproximación de Oberbeck-Bousinesq con un método pseudoespectral, y también resolviendo las ecuaciones de la magnetohidrodinámica linealizadas. Se presenta un estudio de la formación de patrones en una cavidad cilíndrica en rotación, para números de Rayleigh cercanos al criterio, mediante simulación numérica directa (DNS) de las ecuaciones de Navier-Stokes, bajo la aproximación de Oberbeck-Boussinesq, y con condiciones de contorno realistas. Se ha encontrado un buen acuerdo entre los resultados obtenidos de la simulación numérica y las medidas experimentales y además se presentan algunos resultados para los que aún no hay contrapartida experimental. También se ha estudiado el efecto del confinamiento y la geometría de la cavidad en el modo de pared usando para ello DNS. Se ha encontrado un nuevo tipo de modo convectivo directamente relacionado con el confinamiento del sistema. Por último, se ha hecho una aportación novedosa estudiando el modo de pared en presencia de un campo magnético vertical. Este problema se ha tratado con una linealización de las ecuaciones de magnetohidrodinámica.