Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
The mathematical models of rotating droplets with charge or subject to electric fields
Año:2013
Áreas de investigación
  • Matemáticas,
  • Mecánica
Datos
Descripción
El objetivo principal de esta tesis es dar respuesta a la pregunta: ¿Cómo influye la rotación en la evolución de una gota de fluido conductor que puede estar cargada o sometida a un campo eléctrico aplicado en la dirección de su eje de giro? Experimentalmente es bien conocido que una gota puede desarrollar singularidades en la forma de conos de Taylor cuando almacena en su superficie una cantidad de carga superior al lí?mite de Rayleigh o está inmersa en un campo eléctrico suficientemente intenso. Desde la punta del cono, se emite un delgado jet de microgotas, que resulta de crucial importancia y tiene multitud de aplicaciones en procesos industriales como el electrospraying, la impresión electrónica, el método para espectrometría de masas denominado Field Induced Droplet Ionization y los propulsores del tipo Field Emission Electric Propulsion entre otros. Un problema interesante y que aún no se ha podido resolver es la discrepancia existente entre los resultados teóricos obtenidos para el semiángulo de apertura de los conos y los determinados experimentalmente y mediante simulaciones numéricas [27]. La tesis aborda este problema presentando una completa descripción de cómo la estabilidad de una gota cambiacuando uno considera la rotación como una fuerza que actúa sobre el sistema. Cuando se estudian objetos en rotación tenemos dos posibles situaciones: una donde la velocidad angular ? permanece constante (imaginemos una fuerza que hace girar el sistema a un ritmo constante), y otra en la que el sistema es puesto inicialmente en rotación y se le deja evolucionar sin ninguna interacción posterior con él, luego el momento angular L se conserva. Este trabajo discute ambos casos. El problema de frontera libre que surge de la modelización de gotas en rotación viene descrito, en el límite de número de Ekman grande y de Reynolds pequeño, por la ecuación de Stokes y se resuelve mediante la implementación de un Método de Elementos de Cotorno (BEM) que contiene un módulo de adaptación de mallad.
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
19/12/2013
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: Víctor Garcia Garrido (CSIC)
  • Director: Marco Antonio Fontelos López (CSIC)
  • Director: Ultano Kindelan Bustelo (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Ingeniería de Georrecursos y Modelización
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