Estimación del Campo de Fuerzas a Través de la Asimilación de Datos

Resumen

Los actuadores de plasma (AP) generan una densidad de fuerza electrohidrodinámica en el aire cerca de una superficie eléctricamente aislante donde se ubican los electrodos. Esta actuación produce una distribución de fuerza espaciotemporal que induce campos de velocidad media y fluctuante en el fluido circundante. Para obtener estos campos de fuerza, resulta beneficioso desarrollar herramientas que utilicen datos experimentales de campos de velocidad. Para ello, proponemos un nuevo proceso de estimación de fuerza basado en una técnica de asimilación de datos implementada con un código de Simulación Numérica Directa (DNS). El método propuesto se prueba utilizando datos sintéticos de campos de flujo de velocidad generados mediante un código de dinámica de fluidos computacional. El método de optimización propuesto parte de una estimación inicial del campo de fuerza derivado de los datos de velocidad y una aproximación de las ecuaciones de Navier-Stokes. Mediante un proceso iterativo, la estrategia considerada reduce la discrepancia entre los datos de vorticidad experimentales y simulados. Los resultados obtenidos demuestran que la técnica de asimilación de datos resulta una herramienta satisfactoria para recuperar la dinámica de la densidad de fuerza producida por el actuador.