Entrada vertical de un cilindro en el agua considerando el efecto del viento y el flujo cortado linealmente: Una investigación numérica

Los objetos que entran en el agua son un evento complejo de flujo multifásico que exhibe características no lineales y transitorias. Este estudio examina los impactos de las cavidades, las características del flujo multifásico y los comportamientos de movimiento de un cilindro durante la entrada vertical en el agua, considerando diferentes velocidades de flujo y entrada. Se llevó a cabo un modelo tridimensional utilizando el marco OpenFOAM®, teniendo en cuenta los efectos del viento y el flujo cortado linealmente a través de condiciones iniciales y de contorno recién personalizadas. Se aplicó la técnica de malla sobrepuesta para capturar las trayectorias de entrada del agua del cilindro en movimiento. Los resultados numéricos de la evolución de la cavidad y los comportamientos de movimiento del cilindro fueron validados contra pruebas de laboratorio publicadas. Los patrones de cierre de la cavidad se clasificaron en cuatro categorías basadas en las características de evolución, que resultaron ser más complejas que las observadas bajo condiciones de agua calma y corriente uniforme. Además, el cierre rápido del domo de salpicaduras resulta en un fenómeno único de flujo de cavidad, que crea un canal de aire de succión. Las velocidades del flujo y la entrada de agua tienen un impacto notable en los modos de cierre y el tiempo de la cavidad. Esto, en consecuencia, afecta las características de movimiento del cilindro, así como la evolución del campo de velocidad, el campo de presión y las estructuras de vórtices.