Contribución al estudio numérico de flujos en turbomáquinas térmicas

Abstract

Con el creciente avance en las tecnologías de los computadores los métodos de análisis de flujos en turbomáquinas mediante técnicas numéricas han crecido en importancia, convirtiéndose en indispensables en los procesos de diseño y análisis del comportamiento de diferentes configuraciones y situaciones. Se ha evolucionado de métodos simples y eficientes de bajo coste computacional y gran dependencia experimental, como pueden ser los métodos unidimensionales para la predicción del comportamiento de turbomáquinas térmicas, a métodos altamente complejos y de gran coste computacional como pueden ser los métodos de análisis numéricos de flujo tridimensional viscoso. Del análisis de las difernetes líneas de investigación actuales asociadas al estuido numérico de flujos aplicados al campo de las turbomáquinas térmicas, se detectaron una serie de carencias en el uso directo de códigos CFD comerciales, principalmente asociado a la no posibilidad de acceso al código fuente del mismo, dificultando su acoplamiento efectivo con códigos estructurales o de optimización, o bien modificaciones que permitieran una mejor adaptación, en el modelado de la física del problema o desde el punto de vista computacional, al problema a estudiar. Por ello se plantea la necesidad del desarrollo de una herramienta numérica propia, orientada inicialmente al análisis del comportamiento global de turbomáquinas térmicas, que permitiera un adecuado conocimiento de las pérdidas presentes en las mismas, bien para el proceso de diseño de diferentes componentes bien para su uso en métodos implicados más eficientes desde el punto de vista computacional. En esta tesis se ha abordado el desarrollo de una herramienta computacional propia que permitiera abordar de manera eficiente el estudio detallado de la evolución del flujo en turbo máquinas térmicas y por consiguiente de las pérdidas presentes en las mismas. Esta herramienta se convierte en herrami