Desarrollo de una herramienta de modelación matemática acoplada con Técnicas de Vídeo para el estudio de flujos transitorios en tuberías en U y flujos potenciales en una celda Hele Shaw

Abstract

Resumen: En esta tesis se ha desarrollado un software para facilitar el proceso de enseñanza-aprendizaje del movimiento oscilatorio amortiguado y forzado en tubos en U, y algunos casos de flujo potencial. El software desarrollado utiliza técnicas de procesamiento de imágenes para procesar los datos experimentales, lo que permite analizar las imágenes obtenidas en laboratorio, y comparar estos resultados con las soluciones teóricas. El error asociado a la técnica de video fue evaluado separando el error sistemático (RMSEs) del error no sistemático (RMSEu). Los máximos RMSEs obtenidos en las pruebas realizadas fueron: 2.2 mm para oscilaciones amortiguadas, 1.27 mm para flujo rectilíneo uniforme y 2.37 mm para flujo alrededor de un cilindro. Estos resultados ratifican el potencial uso de técnicas de video en ambientes de laboratorio para el estudio de las oscilaciones amortiguadas en tuberías en U y de flujos potenciales en la celda Hele Shaw.

Abstract: In this thesis a software was developed to facilitate the teaching-learning process for a damped and forced oscillatory movement of a liquidin U-tubes and some cases of potential flow. The software developed uses image processing techniques to process experimental data, allowing the user to analyze the images obtained in the laboratory and to compare these results with theoretical solutions. The error associated with the video technique was evaluated by separating systematic errors (RMSEs) from unsystematic errors (RMSEu). The maximum RMSEs obtained in the tests were: 2.2 mm for damped oscillations, 1.27 mm for uniform linear flow, 2.37 mm for flow around a cylinder. The obtained values of RMSEs confirm the potential of using video techniques in laboratory settings to study the damped oscillations in the U-tube and flows in the cell potential Hele Shaw.