Estudio de fenómenos de transferencia de calor y dinámica de fluidos mediante los métodos de Lattice Boltzmann y volúmenes finitos

El objetivo de este trabajo es investigar, implementar y comparar mediante casos de referencia, dos métodos de simulación de dinámica de fluidos: Finite Volume Method (FVM) y Lattice Boltzmann Method (LBM). El trabajo se divide en tres partes fundamentales. En la primera parte (capítulo 1) se tratan las ecuaciones que rigen la dinámica de fluidos, que son las de Navier- Stokes. Se presentan las adimensionalizaciones de las ecuaciones de Navier-Stokes para problemas de convección natural y convección forzada, identificando en cada caso los grupos adimensionales que rigen el problema. La segunda parte (capítulo 2 y 3) trata sobre los métodos numéricos LBM (Lattice Boltzmann Method) y FVM (Finite Volume Method). En cada caso se presentan el fundamento teórico sobre el que se basa y también su implementación a nivel esquemático. Por último, en la tercera parte (capítulo 4) se presenta la aplicación práctica (numérica) de LBM y FVM en problemas de referencia (los cuales sirven para validar nuevas herramientas de simulación). Se discuten los resultados obtenidos de ambos métodos y se comparan entre ellos. En los últimos capítulos se presentan las conclusiones (capítulo 5), el impacto medioambiental (capítulo 6), el presupuesto (capítulo 7) y también diferentes temas que son importantes pero han quedado fuera de alcance de este proyecto (capítulo 8). En los anexos se presentan los códigos fuentes de los programas.