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[ES] El hyperloop es un concepto de transporte terrestre de alta velocidad, consistente en vehículos, similares a cápsulas, que viajan en el interior de tubos parcialmente despresurizados. Pese a las ventajas que esto entraña, cuando un sistema a alta velocidad viaja en un espacio confinado, su aerodinámica puede resultar un factor limitante. El flujo tiende a acumularse en la parte delantera del vehículo, creando una región de alta presión, mientras que, en la zona libre entre el vehículo y el tubo, se dan fuertes aceleraciones, que podrían derivar en ondas de choque. A su vez, al restringirse la disipación espacial de las ondas de presión generadas, coexistirán en el conducto ondas de distinta naturaleza (compresión y expansión) que interactuarán, acrecentando la complejidad de su estudio. El propósito del presente trabajo será el análisis, mediante técnicas CFD, de las características aerodinámicas de un sistema hyperloop y la caracterización de las ondas de presión generadas en las distintas fases de su viaje en un tubo parcialmente despresurizado: aceleración, desaceleración y crucero. Los resultados se compararán con los obtenidos para el caso de un vehículo hyperloop que incorpore un compresor en su parte frontal, para evaluar los beneficios potenciales en la reducción de la resistencia aerodinámica, la acumulación de presión en la parte delantera del vehículo y su efecto en la dinámica de ondas. Los estudios de la aceleración y desaceleración se llevarán a cabo de forma transitoria, implementando condiciones de contorno no reflexivas (NRBC), lo que permitirá una correcta caracterización de las ondas de presión, al prevenir su reflexión en los extremos del conducto. Los resultados muestran la existencia de un patrón de flujo constante durante todo el trayecto, lo cual será indicativo de que la aceleración y desaceleración son procesos cuasiestacionarios, en los que la adaptación del flujo ocurre de forma rápida. Por ende, su análisis por medio de una sucesión de estacionarios equivalentes será posible. Se demuestra que el tiempo característico de adaptación del flujo a los cambios en la velocidad será pequeño, haciendo necesario un estudio mediante cambios abruptos en la velocidad (cambio escalón) para una adecuada descripción de los fenómenos de ondas que acontecen para un vehículo hyperloop., [EN] The hyperloop is a high-speed ground transport concept, consisting of capsule-like vehicles travelling inside partially-evacuated tubes. Despite the advantages that this entails, when a high-speed system travels in a confined space, its aerodynamics can be a limiting factor. Flow tends to accumulate at the front of the vehicle, creating a high-pressure region, while in the free area between the vehicle and the tube, strong accelerations occur, which could result in shock waves. In turn, as the spatial dissipation of the pressure waves generated is restricted, waves of different natures (compression and expansion) will coexist in the duct and interact, increasing the complexity of their study. The purpose of this work is the analysis, using CFD techniques, of the aerodynamic characteristics of a hyperloop system and the characterisation of the pressure waves generated in the different phases of its journey in a partially depressurised tube: acceleration, deceleration and cruise. The results will be compared with those obtained for the case of a hyperloop vehicle incorporating a compressor at the front of the vehicle to assess the potential benefits in terms of aerodynamic drag reduction, pressure build-up at the front of the vehicle and its effect on wave dynamics. Acceleration and deceleration studies will be carried out in a transient manner, implementing non-reflective boundary conditions (NRBC), which will allow a correct characterisation of the pressure waves by preventing their reflection at the ends of the duct. The results show the existence of a constant flow pattern along the entire path, which will be indicative of the fact that acceleration and deceleration are quasi-stationary processes, in which the flow adaptation occurs rapidly. Therefore, their analysis by means of a succession of equivalent stationaries will be possible. It is shown that the characteristic time of flow adaptation to changes in velocity will be small, making a study using abrupt changes in velocity (step change) necessary for an adequate description of the wave phenomena occurring for a hyperloop vehicle., [CA] El propòsit del present treball serà l’anàlisi, mitjançant tècniques CFD, de les característiques aerodinàmiques d’un sistema hyperloop i la caracterització de les ones de pressió generades en les diferents fases del seu viatge en un tub parcialment despressuritzat: acceleració, desacceleració i creuer. Els resultats es compararan amb els obtinguts per al cas d’un vehicle hyperloop que incorpore un compressor en la seua part frontal, per avaluar els beneficis potencials en la reducció de la resistència aerodinàmica, l’acumulació de pressió en la part davantera del vehicle i el seu efecte en la dinàmica d’ones. Els estudis de l’acceleració i desacceleració es duran a terme de manera transitòria, implementant condicions de contorn no reflexives (NRBC), la qual cosa permetrà una correcta caracterització de les ones de pressió, en previndre la seua reflexió en els extrems del conducte.

[ES] El presente Trabajo de Fin de Máter consiste en el análisis CFD de un dispositivo de asistencia ventricular izquierdo (VAD) con la finalidad de crear un modelo robusto que contenga todos los fenómenos físicos que describen el comportamiento de este. El objetivo de este proyecto es estudiar tanto las independencias de: malla, dominio y modelos de turbulencia; como las de: propiedades de la sangre y número de Reynolds. Además, se realizan estudios con diversos fluidos y de influencia de holguras, régimen de giro y caudal. Todo ello en régimen estacionario. De acuerdo con dichos objetivos, se realizan una serie de análisis CFD haciendo uso del software Simcenter STAR-CCM+ de SIEMENS, inicialmente con una geometría sin considerar holguras, posteriormente, con una geometría más afín a la realidad. De estos estudios, se obtienen, principalmente, los mapas de funcionamiento del dispositivo como bomba centrífuga, velocidades, presiones, tiempos de residencia, tensiones e índice de hemólisis con las diferentes configuraciones., [EN] The Master’s Thesis consists in the CFD analysis of a left ventricular assist device (VAD) with the aim of creating a robust model that contains all the physical phenomena that describe the behavior of this one. In it, the independences of: mesh, domain and turbulence models have been studied. As well as those of: properties of blood and Reynolds number. In addition, studies of: influence of gaps, rotation regime, flow rate and experimental validation have carried out. All in stationary regime. To do this, series of CFD analyses are performed using Star-CCM + software from SIEMENS, initially with a geometry without considering gaps, later with a geometry more akin to reality. From these studies, the operating maps of the device such as centrifugal pump, velocities, pressures, voltages and hemolysis index with the different configurations have been obtained., [CA] El present Treball de Final de Màster consisteix en l'anàlisi CFD dún dispositiu dássistència ventricular esquerre (VAD) amb la finalitat de crear un model robust que contingua tots els fenòmens físics que descriuen el comportament dáquest. En ell, séstudien tant les independències de: malla, domini i models de turbulència; com les de: propietats de la sang i nombre de Reynolds. A més, es realitzen estudis dínfluència de folgances, règim de gir, cabal i validació experimental. Tot això en règim estacionari. Per a aconseguir-ho, es realitzen una sèrie dánàlisis CFD fent ús de programari Star-CCM + de SIEMENS, inicialment amb una geometria sense considerar folgances, posteriorment, amb una geometria més afí a la realitat. Dáquests estudis, sóbtenen, principalment, els mapes de funcionament del dispositiu com a bomba centrífuga, velocitats, pressions, tensions i índex d’hemòlisi amb les diferents configuracions.

Este trabajo de investigación detalla los conceptos básicos que se deben tener en cuenta en el estudio de simulación de turbinas de eje vertical Savonius, en este caso con el fin de presentar la predicción del coeficiente de potencia, mediante el uso de los softwares CFX y Fluent, debido a que estos programas son aplicados generalmente a investigaciones que involucren el uso de técnicas de Dinámica Computacional de Fluidos (CFD). El enfoque del estudio se centró en realizar simulaciones bidimensionales y no en 3D debido a que esta última requiere costos computacionales elevados para su implementación; adicionalmente a cada software se le fueron aplicadas diferentes velocidades de punta o Tip Speed Ratio (TSR), manteniendo parámetros como lo son la velocidad libre del viento y el número de Reynolds, siendo la velocidad angular la que varió. Se seleccionó el modelo de turbulencia URANS (Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes Equations) de dos ecuaciones k-ω SST (Shear Stress Transport) ya que existen investigaciones en las cuales se revela su buen comportamiento para el estudio de turbinas de eje vertical. Ambas predicciones fueron comparadas frente a datos experimentales obteniendo a un TSR de 1.01 un error aproximado del 19% sobre los datos experimentales en CFX y para el caso de Fluent un 22% de error sobre los valores experimentales para un rotor de valor de superposición (OR) de 0.2. This research work details the basic concepts to be used in the Savonius vertical axis turbine simulation study, in this case in order to present the prediction of the power coefficient, through the use of CFX and Fluent software, because these programs are generally applied to research involving the use of Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques. The focus of the study was focused on conducting two-dimensional simulations and not 3D because the latter requires high computational costs for its implementation; In addition, different tip speeds or Tip Speed Ratio (TSR) were applied to each software, maintaining parameters such as free wind speed and Reynolds number, being the angular speed that varied. The URANS (Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes Equations) turbulence model was selected from two k-ω SST (Shear Stress Transport) equations since there are investigations in which its good behavior is revealed for the study of vertical axis turbines. Both predictions were compared against experimental data, obtaining at a TSR of 1.01 an approximate error of 19% on the experimental data in CFX and in the case of Fluent, a 22% error on the experimental values for a rotor with an overlap value (OR) of 0.2. Ingeniero Mecánico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado

[ES] El objetivo del presente documento será el de analizar la influencia que tiene el flujo pulsante en la formación de condesados en la unión entre el aire fresco y la recirculación de gases de escape de baja presión (LP-EGR). El análisis pretende observar el cambio en los fenómenos de mezcla cuando se considera el flujo pulsante y determinar la mejor configuración numérica balanceando el coste computacional y la precisión. El estudio se ha realizado en diferentes puntos de operación del motor, con el objetivo de cuantificar la condensación de agua en diferentes condiciones., [EN] The objective of this document is the investigation of the influence that the pulsating flow has on the formation of condensates in the junction between fresh air and the recirculation of low pressure exhaust gases (LP-EGR). The analysis aims to observe the change in the mixing phenomena when the pulsating flow is considered and to determine the best numerical configuration balancing the computational cost and the precision. The study was carried out at different points of operation of the engine, with the aim of quantifying the condensation of water in different conditions., [CA] L’objectiu del present document és el d’analitzar la influència que té el flux polsant enla formació de condesats en la unió entre l’aire fresc i la recirculació de gasos d’escapa-ment de baixa pressió (LP-EGR).L’anàlisi pretén observar el canvi en els fenòmens de mescla quan es considera el fluxpolsant i determinar la millor configuració numèrica balancejant el cost computacional ila precisió.L’estudi s’ha realitzat en diferents punts d’operació del motor, amb l’objectiu de quanti-ficar la condensació d’aigua en diferents condicions.

El objetivo del presente documento consiste en analizar la influencia de los principales parámetros de la configuración de una simulación CFD URANS de un colector de admisión de un motor de automoción. Los cálculos persiguen evaluar la dispersión de la tasa de EGR que llega a los distintos cilindros del motor. Se realizarán para ello diferentes estudios de sensibilidad de malla, paso de tiempo, submodelos de turbulencia y se validarán los resultados realizando comparaciones con resultados experimentales., The main objective of this work is the study of the influence of the setup main parameters in a URANS CFD simulation, on the EGR dispersion between cylinders in an intake manifold, of an internal combustion engine. By doing these calculations, the EGR dispersion that is swallowed by the cylinders of the engine is evaluated. Different studies of mesh independence, time-step size, turbulence submodels will be carried out and the results will be validated by comparisons against experimental results.