Maestría en Ingeniería Mecánica
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Browsing Maestría en Ingeniería Mecánica by browse.metadata.advisor "Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto"
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Item Análisis aerodinámico de los alabes de un cohete transportador en cfd(Universidad Industrial de Santander, 2017) Garcia Rodriguez, Luis Fernando; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Guida, DomenicoLa caracterización aerodinámica de una ala modificada tiene un alto impacto económico y ambiental debido a que una reducción del arrastre del 1% puede ahorrar hasta litros de combustible y evitar [kg] de emisiones de carbón al año en la industria aeroespacial. Un cohete transportador es usado para llevar pequeñas cargas desde la tierra al espacio y su vuelo se enfrenta a recirculaciones que tienden a desviar al cohete de su órbita. Para contrarestar este efecto, la presente investigación analiza un nuevo diseño de un ala que incluye un mecanismo de direccionamiento de vuelo. Primero se valida la implementación del solver en OpenFOAM al realizar una simulación 2D estacionaria del perfil aeordinámico NACA0012 bajo las condiciones de flujo altas subsónicas de interés: Mach de 0.5 y . Sus resultados son comparados con de 20% y desviación estándar de 0,15 en los resultados. Después se caracteriza el diseño 3D total de la nueva ala y se comparan sus resultados con los de otra simulación en la que no se incluye el mecanismo. Esto permite determinar que bajo un ángulo de ataque, , la distribución del coeficiente de presión del diseño total del ala aumenta en un 221% por el mecanismo de direccionamiento. Además, la caracterización aerodinámica del ala sin el mecanismo se describe por su y un y el diseño total genera un y un , lo cual indica que el mecanismo de direccionamiento disminuye la eficiencia aerodinámica en un 53.7%. Ante esta pérdida de eficiencia, se debe caracterizar el consumo de combustible al independizar la estabilidad aerodinámica del motor del cohete con el uso de esta ala.Item Evaluación térmica por métodos computacionales de un modelo de hornilla panelera(Universidad Industrial de Santander, 2018) Meneses Chacon, Edxon Stiven; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Mas De Les Valls, ElisabetLa panela es un producto derivado de la ca˜na de az´ucar. Este se prepara usando una hornilla tradicional ´ dise˜nada especialmente para este prop´osito. Seg´un estudios encontrados en la literatura, se identific´o que la eficiencia t´ermica de las hornillas paneleras es en promedio 30 %. Esta investigaci´on tiene como objetivo contribuir en la b´usqueda de nuevas soluciones para el mejoramiento de esta eficiencia, afectando principalmente el ducto de humos. El desarrollo de esta tesis es como sigue: primero, se realiza una evaluaci´on de los modelo num´ericos con casos benchmark. Se simularon dos casos muy conocidos, uno en convecci´on natural y otro en convecci´on forzada. Se hace ´enfasis en la importancia del fen´omeno de radiaci´on, el impacto del espesor ´optico y el efecto de ´este en los resultados. Luego, basado en la soluci´on de los anteriores, se realiza una simulaci´on en un caso simplificado. En ´este se realiza un proceso de validaci´on adicional siguiendo los lineamientos establecidos en la secci´on de los casos bencmark. Por ´ultimo, se eval´uan tres opciones de mejora. De estas, se rasaltan dos con resultados bastante prometedores. Una de ellas emplea l´aminas rectangulares ubicadas paralelas a la dicrreci´on del flujo. Todas las simulaciones en esta investigaci´on fueron realizadas con el c´odigo OpenFOAM.Item Modelado y simulación unidimensional transitoria del flujo bifásico en tuberías de pozos petroleros(Universidad Industrial de Santander, 2016) Jerez Carrizales, Manuel Fernando; Jaramillo Ibarra, Julian Ernesto; Fuentes Díaz, David AlfredoSe implementaron diferentes metodologías para simular el flujo bifásico en tuberías de pozos petroleros tanto para el régimen estacionario como para el régimen transitorio. Todos los modelos fueron desarrollados para simular tuberías verticales con secciones circulares y se permite la variación del diámetro de la tubería a lo largo de esta, los cambios temporales en los caudales de los fluidos deben ser lentos. Las propiedades de los fluidos son calculadas a partir del modelo black oil con la posibilidad de seleccionar distintas correlaciones para algunas propiedades. Primero se presenta el estado del arte enfocado pero no limitado a las predicciones del flujo bifásico en tuberías de pozos petroleros. En el estado del arte se explican las ideas básicas de los diferentes enfoques que se han adoptado para resolver este tipo de problemas. Así mismo, también se menciona algunos retos de investigación para el futuro. Posteriormente se explican los detalles de cada uno de los modelos implementados y desarrollados, estos son: modelos simplificados de Hagedorn & Brown y Mukherjee & Brill, modelo mecanicista de Ansari et al, modelo drift flux estacionario de Hasan et al, y los modelos transitorios drift flux y de dos fluidos. La metodología drift flux fue usada en un modelo transitorio con una buena estabilidad al momento de realizar los cálculos. Finalmente, se desarrollan una serie de comparaciones entre los distintos modelos y datos que permiten evaluar su desempe˜no. Las comparaciones estacionarias mostraron un mejor desempe˜no para los modelos de Hasan et al y Ansari et al. Las comparaciones del modelo drift flux transitorio fueron realizadas una vez se alcanza el estado estable.Item Viabilidad técnica de un sistema de climatización deotermica para edificaciones sostenibles en el trópico(Universidad Industrial de Santander, 2020) Peñaloza Peña, Sergio Alexander; Jaramillo Ibarra, Julian ErnestoLa actividad constructora es una de las mayores consumidoras de recursos naturales. Las edificaciones en su vida útil son responsables de generar el 30% de las emisiones de CO2, producen un 40% de los residuos humanos y requieren aproximadamente el 40% de la energía global para su funcionamiento. Se han hecho esfuerzos globales enfocados en la reducción del consumo, aumento de la eficiencia de los sistemas y el uso racional de los recursos naturales. Una de las alternativas para la climatización eficiente es el uso de la energía geotérmica en sistemas de intercambio térmico Earth to Air Heat Exchanger (EAHE). Por tanto, Con el propósito de adoptar iniciativas de construcción sostenible que disminuyan el consumo energético y el impacto ambiental, este trabajo de investigación busca evaluar la viabilidad técnica y económica de un intercambiador geotérmico EAHE para ser implementado en edificaciones en el trópico, específicamente en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Industrial de Santander. Para ello, de determinaron las propiedades termo físicas y comportamiento térmico del terreno en el sitio de interés, se caracterizó el espacio a acondicionar, se modelo matemáticamente el intercambiador, se definió un diseño, y se realizaron algunas consideraciones económicas. Finalmente, se concluye que el intercambiador tiene la capacidad de realizar una entrega de aire con una temperatura de entre 20 y 24°C durante los días del año, lo anterior, sin sufrir efectos de sobrecarga térmica en el terreno, y dando viabilidad técnica y económica al proyecto estudiado.