Análisis Computacional de la Estabilidad Dinámica de una Tubería Horizontal que Transporta Flujo Bifásico

Resumen

Se utiliza una formulación matemática acoplada para analizar la estabilidad dinámica de una tubería horizontal bi-empotrada que transporta flujo bifásico gas-líquido. Se parte de elementos diferenciales deformados de tubería y fluido a los cuales se aplican leyes de conservación y condiciones de compatibilidad. El fluido se modela mediante el enfoque de modelo homogéneo. Se discretiza la ecuación resultante mediante el método de Galerkin e integra temporalmente. Se implementa y resuelve usando Wolfram Mathematica(R). Se analiza el truncamiento modal y paso temporal para garantizar independencia numérica de las predicciones. Mediante análisis espectral se identifica que la inestabilidad se presenta en el modo fundamental y su umbral crítico depende fuertemente de la velocidad del flujo. Los resultados se contrastan con la literatura, mostrando buena concordancia y validando la formulación e implementación numérica.