DESARROLLO DE MODELOS DE SIMULACION DE FLUJOS INTERFACIALES EN PROCESOS DE FUNDICION DPI2004-08198 Equipo investigador Julio Hernández Rodríguez (IP) Pablo.

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1 DESARROLLO DE MODELOS DE SIMULACION DE FLUJOS INTERFACIALES EN PROCESOS DE FUNDICION DPI2004-08198 Equipo investigador Julio Hernández Rodríguez (IP) Pablo Gómez del Pino Joaquín López Rodríguez Félix Faura Mateu Claudio Zanzi Rosendo Zamora Pedreño Julián Palacios García

2 Contenido Introducción Objetivos Desarrollo del proyecto Resultados Publicaciones Trabajo futuro

3 Introducción Objetivos Desarrollo proyecto Resultados Publicaciones Trabajo futuro Objetivos propuestos Desarrollar nuevas técnicas numéricas para la descripción de flujos interfaciales. Desarrollar un código único que utilice los métodos usados para el seguimiento de la interfaz e incorpore métodos híbridos. Incluir en el código los fenómenos de transferencia de calor y un modelo de solidificación. Adaptar el código para la resolución eficiente de problemas 3D y su aplicabilidad a geometrías complejas, y llevar a cabo una estructuración del código para el cálculo paralelo. Validar el código, comparando sus resultados con resultados numéricos y experimentales de otros autores y con resultados experimentales propios en modelos y cámaras de inyección reales.

4 Introducción Objetivos Desarrollo proyecto Resultados Publicaciones Trabajo futuro Objetivos alcanzados (I) Versión mejorada del método VOF que había sido propuesto por nuestro grupo (López et al., 2004), capaz de representar con precisión estructuras con espesores inferiores al tamaño de la malla de cálculo. Método 'level set' mejorado de banda estrecha con refinamiento local. Nuevas técnicas híbridas VOF/level-set para mejorar el cálculo de la curvatura de la interfaz de los métodos VOF y reducir los problemas de conservación de la masa de los métodos level-set. Incorporación de todos los métodos de seguimiento de la interfaz desarrollados hasta la fecha en un único código de diferencias finitas que resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes mediante un método de proyección, que también ha sido mejorado.

5 Introducción Objetivos Desarrollo proyecto Resultados Publicaciones Trabajo futuro Objetivos alcanzados (II) Se ha desarrollado un modelo de tipo `Sharp Interface' que permite estudiar, mediante un esquema numérico común, fenómenos de solidificación que se puedan presentar en las diferentes escalas espaciales (micro y macro) del problema. La evolución del frente de solidificación se ha calculado mediante el método propuesto por nuestro grupo (López et al., 2004). Se ha completado la extensión a tres dimensiones del código que resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes y del método VOF. Se está completando actualmente la extensión a 3D del método level set. La aplicabilidad del código a geometrías complejas es con diferencia la tarea más laboriosa del proyecto ya que involucra a todo el código en su conjunto. Esta tarea aún está en fase de desarrollo, aunque se espera que al final de este año esté también terminada. Se han adaptado por le momento sólo algunas partes específicas del código para cálculo paralelo.

6 Introducción Objetivos Desarrollo proyecto Resultados Publicaciones Trabajo futuro Objetivos alcanzados (III) Se han realizado numerosas comparaciones con resultados numéricos y experimentales de otros autores. Los experimentos de visualización llevados a cabo en nuestras instalaciones también están permitiendo validar y mejorar las técnicas numéricas desarrolladas. También se han realizado experimentos en una máquina de fundición por inyección a alta presión que permitirán evaluar en condiciones reales de operación la precisión de las técnicas desarrolladas. El código se ha aplicado satisfactoriamente a la primera fase del proceso de fundición por inyección a presión. También se están llevando a cabo simulaciones de otras etapas del proceso que se espera finalizar durante el año 2007.