Estudio Numérico y Experimental sobre el Deslizamiento No Lineal de Líquidos en Tanques Cassini

El deslizamiento de líquidos dentro de los tanques de propulsantes de vehículos espaciales ha sido una gran preocupación en la ingeniería aeroespacial. El objetivo del trabajo en este artículo es desarrollar un marco computacional flexible con alta precisión para simular el deslizamiento de líquidos en tres dimensiones y de gran amplitud en los tanques Cassini. Se adopta el método de elementos finitos para resolver las ecuaciones de movimiento del fluido en un marco de Lagrange–Euler (ALE) arbitrario, donde el método de separación basado en características se combina con un método de pasos fraccionarios para resolver las ecuaciones de control en las que se incorpora la descripción cinemática ALE para rastrear de manera flexible y efectiva la superficie libre del líquido en deslizamiento de gran amplitud en los tanques Cassini. Además, se establece una plataforma experimental para verificar la fiabilidad y efectividad del método presentado. Los resultados numéricos obtenidos de la programación computacional utilizando el método de elementos finitos ALE propuesto en este artículo se comparan con los resultados experimentales, demostrando que el modelo es exitoso. Se investigan los fenómenos no lineales del deslizamiento de líquidos de gran amplitud, especialmente el deslizamiento rotatorio (suscursión en estado estable y en estado no estable), en tanques Cassini bajo excitación armónica horizontal a través de experimentos físicos en el suelo y simulaciones numéricas.