F.L.A. Tesis

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Examinando F.L.A. Tesis por Autor "Durango Álvarez, Demóstenes José"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Estudio hidrodinámico del casco de una motonave fluvial para operar en el río Sinú que tenga la menor resistencia al avance, usando herramientas computacionales y validando los resultados con un modelo a escala
    (Escuela Naval de cadetes Almirante Padilla, 2023-02-23) Torres Sánchez, Jairo Eulises; Durango Álvarez, Demóstenes José
    In the present work, a study was carried out to establish how the geometry of the hull of a four meter long vessel influences the resistance to the advance in the water of the Sinu River in the city of Monteria, Colombia, using the theories of fluid mechanics associated to naval design and with the help of computational tools, particularly the programs Maxsurf and Ansys Fluent and a scale model. The system is modeled by previously establishing the ship's mission, in which the initial conditions of the design are established such as: Maximum length, number of occupants, propulsion type, among others. With this information, a database is built, where dimensions and characteristics of some commercial models are included. By means of a linear regression, the initial dimensions of the hull are obtained, taking into account the information provided by the database. Once the initial dimensions are established and with the help of Maxsurf Modeler, the first prototype of our study is designed. The next step consists of determining a hull with a geometry that has the least resistance to the advance but that also adjusts to the mission of the ship, for this we use the information that we already have from the database and we establish three dimensional relations of the hull, such as: Beam - Length, Depth - Length and Draft - Depth, where the minimum and maximum of these relations are taken and tabulated. From this process 9 dimensions are obtained, with which 9 models with their respective geometries can be obtained, using Maxsurf Modeler. To each of these geometries the curves of the resistance to the advance as a function of the speed of the boat are determined, using the software Maxsurf Resistance. With the data obtained and the relationships of dimensions, a design of experiments was carried out, using the response surface methodology, with the objective of finding the geometry with the least resistance to the advance that fulfilled the ship's mission. These results show the region where the geometry with the lowest drag is located. The result of this study establishes that the relationship that most influences the resistance to the advance Length - Beam. To determine the drag and compare this result obtained with Maxsurf Resistance, a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis was used with the help of Ansys Fluent 2021 R1 software. In this study a meshing is performed, choosing a poly - hexacore mesh, which contains polyhedral and hexahedral cells that have the characteristic of combining two types of meshes (ANSYS Fluent, 2021). The ANSYS Fluent (with Fluent Meshing) module was used for the configuration of the mesh, in which three poly - hexacore meshes were created and used to carry out the mesh independence and select the appropriate mesh for the calculation of the forward resistance. Finally, a scale model (1:4) of the vessel was built to determine the total resistance to the advance by means of tests in a hydraulic test channel. These tests were carried out in the test channel of the Almirante Padilla Naval Cadet School in the city of Cartagena, Colombia. The results obtained were validated with the use of computational tools (Maxsurf and Ansys Fluent).
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    PublicaciónAcceso abierto
    Implementación de un banco de ensayos modular para la evaluación de pérdidas de energía en accionamientos electromecánicos
    (Universidad de Córdoba, 2025-06-04) Osorio Martínez, Álvaro Alejandro; Durango Álvarez, Demóstenes José; Lancheros Suárez, Valéry José; Espinosa Corrales, Daniel Eduardo
    A lo largo de la historia los bancos de prueba para sistemas de transmisiones mecánicas han demostrado ser una herramienta poderosa en el monitoreo de parámetros importantes que permiten conocer la irreversibilidad de los procesos de transmisión de potencia en sus diversas configuraciones, a fin de contribuir en los avances como una tecnología promovedora de la eficiencia energética y el gasto económico que resulta. La siguiente investigación involucra el diseño, la construcción y validación de un banco de ensayos modular de accionamientos electromecánicos (motor de inducción, transmisiones flexibles y transmisión por contacto directo) para el departamento de ingeniería mecánica de la universidad de Córdoba, el cual tiene por objetivo medir en tiempo real la eficiencia del motor y la eficiencia de la transmisión que lo conecta con el generador, sirviendo de patrón para el desarrollo de la aplicación de la termografía en la evaluación de pérdidas de energía tanto en el motor como en la transmisión. El banco dinámico estará integrado, además de la transmisión que lo caracteriza, por un motor eléctrico y un generador eléctrico. El alternador utilizará como carga un panel de luminarias. Dichos componentes estarán equipados con sensores para medir la potencia que entra y sale de ellos, el torque y la velocidad en los ejes de los equipos. En el ensayo de transmisión por banda, el error estándar en la potencia mecánica fue de 1.38 W, con un error absoluto de 90 W y un error relativo del 11%. Para la potencia eléctrica, el error estándar fue de 1.27 W, con un error absoluto de 34 W y un error relativo del 5%. El error absoluto entre ambas potencias fue de 65.7 W. Se obtuvo un modelo de la potencia eléctrica con un R² de 0.9997. En transmisión por cadena, la potencia mecánica presentó un error estándar de 2.14 W, un error absoluto de 21.93 W y un error relativo del 3.92%. La potencia eléctrica mostró un error estándar de 0.384 W, un error absoluto de 79.35 W y un error relativo del 9.53%. El error absoluto entre potencias fue de 58.075 W, con un modelo de R² de 0.9997. En transmisión por contacto directo, el error estándar en la potencia mecánica fue de 2.39 W (0.2126%), con un error relativo del 3.6%, mientras que en la potencia eléctrica fue de 2.093 W (0.335%) con un error relativo del 16.973%. El modelo obtenido presentó un R² de 0.9929. La máquina demostró un desempeño adecuado para la obtención de datos experimentales de potencia mecánica y eléctrica. Si bien se evidenciaron errores absolutos entre las mediciones, la alta correlación entre las variables sugiere que el sistema de transmisión, instrumentación y adquisición de datos opera con buena precisión y consistencia. Los resultados indican que la máquina es confiable para estudios de caracterización de pérdidas en sistemas de transmisión mecánica, siempre que se tenga en cuenta el análisis de errores y se realicen las calibraciones necesarias para mantener la calidad de las mediciones.