Lectura de Tesi doctoral d'Eduard Bartrons

AVÍS PÚBLIC LECTURA TESI DOCTORAL

El programa de doctorat Enginyeria Tèrmica de la UPC fa pública la lectura de la següent tesi doctoral:

Tesi doctoral del senyor: Eduard BARTRONS CASADEMONT
Títol: "NUMERICAL SIMULATION OF FROST GROWTH AND DENSIFICATION USING DEFORMABLE AND STATIC GRIDS"

Directors de tesi: Dr. Carlos David Pérez Segarra/ Dr. Pedro Andrés Galione Klot

Data i hora: 5 d'octubre de 2018 a les 11:30h

Lloc: Sala conferències TR5 - Campus TERRASSA

RESUM:

La present tesi desenvolupa una base per a la simulació numèrica del creixement i densificació de capes de gebre macroscòpiques. Malgrat que la física de la formació de gel té encara un llarg camí per recórrer, aquest treball és potencialment important, ja que s’hi estudia un ampli rang de correlacions empíriques i la implementació d'efectes físics anteriorment negligits. En particular, aquesta recerca se centra en el desenvolupament de metodologies per a malles tridimensionals, capaces de predir la formació de gebre en geometries complexes.

Aquest treball està format per cinc capítols. El primer és una introducció a la formació de gel. En aquest s’hi detallen els motius principals pels quals són necessàries eines numèriques per a la predicció d’aquest fenomen. A més, es presenten els mètodes existents per modelar el gebre. A partir d'aquests, es deriven els principals objectius de la tesi.

El segon capítol introdueix un model que simula el creixement i densificació de gebre mitjançant un mètode de malla mòbil. En primer lloc, les correlacions empíriques més rellevants utilitzades per descriure la conductivitat de la capa de gel i la seva difusió entre d'altres són provades mitjançant estudis paramètrics. Es realitza una discussió exhaustiva del rendiment d'aquests paràmetres, fent èmfasi en l'ús de factors de resistència de difusió superiors a 1.0 per tal de capturar el creixement del gebre. A més, el mètode es prova amb un cas numèric 2D, destacant els principals avantatges d'utilitzar una malla deformable, és a dir, el seguiment precís de la interfície gel-aire.

El tercer capítol introdueix un mètode de medi porós amb malla fixa, capaç de simular el creixement i densificació de capes de gebre. Amb la intenció de cercar explicacions que verifiquin la necessitat d’utilitzar factors de resistència de difusió artificialment augmentats, es calcula el camp de velocitat a tot el domini. Es realitza un tractament de medi porós en la zona del gebre, i la temperatura i densitat del vapor transportat s'utilitzen per definir l'estat termofísic de cada cel•la, que pot desencadenar un canvi de fase. El mètode es prova amb un cas d'estudi d'un canal de vent amb la paret inferior refredada de forma no homogènia. S’estudia la influència de tenir en compte la convecció, així com els factors de resistència augmentats dins de la capa de gel.
Els dos darrers capítols contenen comentaris finals, així com idees sobre com es podria continuar el treball realitzat.