Los Modelos de Turbulencia como Herramienta Pedagógica en Carreras de Ingeniería

Resumen

El  desarrollo y uso de modelos es una práctica central en las disciplinas científicas. En los trayectos formativos de ingenieros, sin embargo, es usual que no se discuta en profundidad sobre los alcances y limitaciones de los modelos aplicados. Este es un problema particularmente importante para el estudio de fenómenos complejos como, por ejemplo, la turbulencia. En este trabajo proponemos un enfoque pedagógico implementado en la asignatura de Mecánica de Fluidos de la carrera de Ingeniería Mecánica, en el que los estudiantes primero desarrollan simulaciones de flujo interno mediante DNS sobre mallas estructuradas y posteriormente abordan un problema de aerodinámica de perfil alar empleando RANS con mallas no estructuradas. A lo largo de estas experiencias, se promueve la reflexión crítica acerca de las hipótesis físicas que sustentan el modelo, las aproximaciones matemáticas utilizadas para el cierre de las ecuaciones y las decisiones de mallado que afectan la resolución numérica. Los resultados muestran que los alumnos pasan de concebir el CFD como una caja negra a considerarlo una herramienta formativa, adquiriendo a su vez una comprensión más profunda de la interrelación entre fenómeno, modelo y método de resolución para problemas cerrados.