Exposición y revisión del método SIMPLE con aplicaciones a flujos de geometría sencilla

Abstract

The field of Computational Fluid Dynamics (CFD) has experienced a significant growth, being vital in engineering and in particular in the aeronautical industry. This paper examines the SIMPLE method (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations), as a basic procedure for fluid domain simulations. A exhaustive review of the CFD literature is presented, followed by the mathematical formulation of the Navier-Stokes equations and the implementation of the SIMPLE algorithm. Cases of simple geometry and incompressible flow are solved, demonstrating its efficiency and versatility. The results are discussed in comparison with available literature, followed by conclusions and suggestions for future research. The appendices detail the line-by-line method, the implemented equations and the Matlab codes. This study not only delves into the SIMPLE method, but also serves as an introductory educational resource in CFD, providing the basic tools necessary to understand and apply fluid simulation algorithms.

El campo de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) ha experimentado un crecimiento significativo, siendo vital en la ingeniería y en particular en la industria aeronáutica. Este trabajo investiga el método SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations), como procedimiento base de las simulaciones de dominios fluidos. Se presenta una revisión exhaustiva de la literatura de CFD, seguida de la formulación matemática de las ecuaciones de Navier-Stokes y la implementación del algoritmo SIMPLE. Se resuelven casos de geometría sencilla y flujo incompresible, evidenciando su eficacia y versatilidad. Se discuten los resultados en comparación con la literatura existente, seguido de conclusiones y sugerencias para futuras investigaciones. Los anexos detallan el método line-by-line, las ecuaciones implementadas y los códigos en Matlab. Este estudio no solo profundiza en el método SIMPLE, sino que también sirve como recurso educativo introductorio en CFD, proporcionando las herramientas básicas necesarias para comprender y aplicar algoritmos de simulación de fluidos.