Estrategias De Acoplamiento Entre Códigos 0d/1d Y Códigos Cfd 3d.

Abstract

Una de las dificultades prácticas de la simulación de sistemas termohidráulicos, es la
presencia de varios subsistemas de características geométricas muy diferentes. Algunos, como tuberías
o intercambiadores de calor simples, se hallan muy bien caracterizados por modelos simples (ODE’s) y
no requieren de herramientas CFD para predecir su comportamiento dinámico. Otros subsistemas,
tales como componentes de diseño innovativo, requieren un análisis detallado de flujo; en cuyo caso la
simulación vía CFD es efectiva. Por lo tanto es necesario obtener estrategias eficientes de acople entre
los modelos matemáticos y numéricos que representan a cada componente, a los fines de predecir el
comportamiento dinámico del sistema completo. En este artículo presentamos resultados recientes de
nuestro trabajo en esta área, restringiéndonos a descomposiciones del circuito (dominio) sin
solapamiento y orientado al desarrollo de algoritmos que permitan el tratamiento de cada componente
(o subsistema) como una caja negra. Las simulaciones CFD de los componentes complejos se realizó
utilizando el método de elementos finitos estabilizado, donde tanto las tensiones como los caudales
han sido calculados de manera variacionalmente consistente. Con base en la teoría clásica de
descomposición de dominio, presentaremos los resultados obtenidos mediante un esquema Dirichletto-
Neumann, analizando también otras variantes inspiradas en el método de Newton y algunas técnicas
de aceleración de convergencia tales como el acelerador de Aitken. Dichos resultados muestran que,
para flujos transitorios fuertemente no lineales, la selección de los métodos de acoplamiento entre
subsistemas permite mejoras importantes tanto en tiempo de resolución como en precisión de los
resultados obtenidos.