Solución numérica de las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles por el método de los volúmenes finitos

Resumen El objetivo principal de este articulo es la resolucion de las ecuaciones de conservacion de cantidad de movimiento y de masa de Navier-Stokes, para un fluido incomprensible. Por esto, se presenta el planteamiento numerico con una discretizacion por medio de volumenes finitos (MVF) y se hace uso del metodo de los pasos fraccionados, para la resolucion del acoplamiento entre la velocidad y la presion. Con el proposito de validar el modelo matematico y verificar el codigo se resolvio un problema tipo “benchmark”, el “Driven Cavity” en dos dimensiones. Se estudiaron dos numeros de Reynolds en regimen laminar: 100 y 1000. Los resultados obtenidos con la herramienta computacional desarrollada fueron similares a los esperados. Se uso un refinamiento del tipo h para la verificacion. Palabras clave: ecuaciones de Navier Stokes, volumenes finitos, metodo de paso fraccional, driven cavity. Numerical solution of the incompressible Navier-Stokes equations with finite volume method Abstract The main goal of this paper is the numerical solution of the Navier-Stokes equations for an incompressible flow. A numerical approach with a finite volume discretization technique and using the method of fractional stepsare presented to solver the coupling between velocity and pressure. In order to validate the mathematical model and the code a the Driven Cavity problem in two dimensions for Reynolds numbers between 100 and 1000 was solved. The results given by the code are very similar to the expected. In order to verify the numerical results a h-refinement study is carried out. Keywords: Navier Stokes equations, finite volumes, fractional step method, driven cavity.