Análisis transitorio de las fuerzas hidrodinámicas de un nadador mediante CFD

Abstract

[ES] Este Trabajo de Final de Grado aporta los conocimientos del campo de la Ingeniería Aeronáutica al ámbito deportivo, demostrando así la versatilidad propia de un ingeniero aeronáutico, que lejos de encerrarse en la aeronáutica tiene infinitas posibilidades para aplicar su valía. Se estudian primero de manera teórica las fuerzas hidrodinámicas que genera un nadador en movimiento, tanto las pasivas como las activas. Posteriormente, se implementa en un software de CFD el movimiento simplificado de brazada de una geometría dummy 3D para poder analizar las fuerzas hidrodinámicas durante la fase activa de la natación. Este estudio se lleva a cabo de dos formas distintas. Primero se analiza el movimiento totalmente sumergido, monofásico, y posteriormente se estudia en superfície, bifásico. Con ello se compararán los resultados obtenidos de un estudio estacionario respecto de uno transitorio para valorar la necesidad de llevar a cabo un estudio transitorio, con las complicaciones que conlleva.

[CA] Aquest Treball de Final de Grau aporta els coneixements del camp de l'Enginyeria Aeronàutica al àmbit deportiu, mostrant així la versatilitat pròpia d'un enginyer aeronàutic, que lluny de tancar-se a l'aeronàutica té infinites possibilitats per aplicar la seva valia. S'estudien primer de manera teòrica les forces hidrodinàmiques que genera un nadador en moviment, tant les passives com les actives. Posteriorment, s'implementa amb un software CFD el moviment simplificat de braçaada d'una geometria 3D per poder analitzar les forces hidrodinàmiques durant la fase activa de la natació. Aquest estudi es duria a terme de dues formes distintes. Primer, s'analitzará el moviment totalment submergit, monofàsic, i posteriorment s'estudiarà en superficie, bifàsic. Amb aixà, es compararan els resultats d'un estudi estacionari respecte d'un transitori per valorar la necessitat de dur a terme un estudi transitori, amb les complicacions que suposa.

[EN] This Final Degree Project supplies aeronautical knowledge to sports, showing the versatility of an aeronautical engineer who far from exclusively work within the aeronautical field can stand out in any other engineering area. It will be studied first in a theoretical approach the hydrodynamic forces involved in swimming, both active and passive forces. Next it will be implemented the simplified stroke movement inside a CFD software in order to analyze hydrodinamic forces during the active phase of swimming. This study will be carried on in two diferent ways: First, it will be performed with the swimmer totally submerged and then, on the water surface. Finally, it will be compared the results obtained by means of a steady and unsteady study so as to prove the need of performing unsteady studies rather than steady.