Simulación numérica del movimiento de líquidos en un contenedor parcialmente lleno con inclusión de efectos de compresibilidad

Se desarrolla un esquema numérico de estudio para modelar flujos de dos fluidos compresibles que simulan el movimiento de líquidos en un tanque parcialmente lleno. Para un sistema de dos fluidos separados por una interfaz, como en el caso del movimiento de líquidos, no solo se requiere un esquema Mach-uniforme, sino también una forma efectiva de eliminar oscilaciones numéricas no físicas cerca de la interfaz. Al introducir un precondicionador, se resuelven las ecuaciones gobernantes expresadas en términos de variables primarias para ambos fluidos (es decir, agua, aire, gas, etc.) de manera unificada. Con el fin de mantener la interfaz nítida y eliminar oscilaciones numéricas no físicas en flujos de fluidos no estacionarios, se modifica el método de matriz de coeficientes dividido implícitos no conservativos para construir un esquema de división de diferencia de flujo en la formulación de tiempo dual. El modelo numérico propuesto se evalúa mediante comparaciones entre resultados numéricos y datos medidos para el movimiento de líquidos en un tanque rectangular lleno al 80% excitado a la frecuencia de resonancia. A través de comparaciones similares, la investigación se extiende aún más al examinar flujos de movimiento de líquidos excitados por movimientos de balanceo forzados en dos tanques rectangulares diferentes con relaciones de llenado del 20% y del 83%. Estos ejemplos demuestran que el método propuesto es adecuado para capturar ondas de superficie libre inducidas y evaluar las cargas de presión del movimiento de líquidos que actúan sobre las paredes y el techo del tanque.