Hydrodynamics of flat plates in cross-flow near the free surface

Aquesta tesi presenta els resultats d'un estudi realitzat per comprendre l'efecte de la superfície lliure sobre les forces generades per una placa plana que es mou en un fluid estacionari, de manera que la superfície de la placa és perpendicular a la direcció d’empenta. El treball es basa en un estudi paramètric que inclou la relació d'aspecte, el nombre de Reynolds i la profunditat d'immersió mesurada com la distància entre la superfície lliure i la vora superior de la placa. S'han utilitzat mesures de força i tècniques de visualització quantitativa de flux. S'ha demostrat que les forces d'arrossegament augmenten bruscament just sota de la superfície lliure, essent l'augment més destacat en les plaques de baixa relació d'aspecte. L'augment abrupte en el coeficient d'arrossegament es deu a l'existència del flux que apareix entre la placa i la superfície lliure i que resulta en la formació d'una zona de recirculació prop de la base de la placa. En general, les tendències són independents del número de Reynolds, excepte quan les relacions d'aspecte estan en el rang de 0,75 a 1,33, amb la placa a prop de la superfície lliure. Sukruth Satheesh A més, s'han investigat dues configuracions de plaques diferents. En primer lloc, plaques rígides amb porositat en diferents ubicacions i, en segon lloc, flexibilitat estructural. Ambdós conceptes han resultat en una reducció significativa del coeficient d'arrossegament, especialment a prop de la superfície lliure. S'ha demostrat que el mecanisme de reducció d'arrossegament en models porosos es deu a la interacció entre els dolls formats en els orificis, les capes de cisalla i el flux que apareix entre la placa i la superfície lliure. Amb flexibilitat estructural, la reconfiguració de la plaça implica la reducció de l'arrossegament. Esta tesis presenta los resultados de un estudio realizado para comprender el efecto de la superficie libre sobre las fuerzas generadas por una placa plana que se mueve en el seno de un fluido estacionario, de manera que la superficie de la placa es perpendicular a la dirección de empuje. El trabajo se basa en un estudio paramétrico que incluye la relación de aspecto, el número de Reynolds y la profundidad de inmersión medida como la distancia entre la superficie libre y el borde superior de la placa. Se han usado medidas de fuerza y técnicas de visualización cuantitativa de flujo. Se ha demostrado que las fuerzas de arrastre aumentan bruscamente justo debajo de la superficie libre, siendo el