Flujo alrededor de un obstáculo circular (Grupo 29)

Trabajo realizado por estudiantes
Título	Flujo alrededor de un obstáculo circular (Grupo 29)
Asignatura	Teoría de Campos
Curso	2025-26
Autores	Rodrigo de Pelayo García García Sergio Resino Velayo Cayetano Gilabert Castejón Hugo Moreno Peregrina
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

El estudio del flujo alrededor de un cilindro circular es uno de los problemas más clásicos y analizados en la mecánica de fluidos teórica y aplicada. Su importancia en ingeniería civil es notable, pues muchas estructuras presentan formas aproximadamente cilíndricas: pilas de puentes, torres, tirantes, pilotes o tuberías expuestas a corrientes o viento.

Comprender el comportamiento del flujo permite predecir fenómenos como la distribución de presiones alrededor del obstáculo, las fuerzas de arrastre y sustentación, el desprendimiento periódico de vórtices, los fenómenos de resonancia estructural y la erosión local en estructuras hidráulicas. El flujo alrededor de un cilindro combina varios conceptos clave de Teoría de Campos: los campos vectoriales, el gradiente, el rotacional, la divergencia y las líneas de corriente. A lo largo de este trabajo se desarrolla progresivamente la formulación matemática completa.

1 Región del fluido y mallado en coordenadas polares

Mallado que representa los puntos interiores de la región que ocupa un fluido

% Parámetros del anillo
rho_inner = 1;      % radio interior (círculo unidad)
rho_outer = 5;      % radio exterior
n_rho = 40;         % número de curvas rho = cte (radiales concéntricas)
n_theta = 40;       % número de curvas theta = cte (radiales)

% Generar malla en coordenadas polares
rho = linspace(rho_inner, rho_outer, n_rho);
theta = linspace(0, 2*pi, n_theta);
[U,V] = meshgrid(rho,theta);

%Prarametrizar la superficie
hold on
X=U.*cos(V);
Y=U.*sin(V);
Z=0.*U;

%Representación del mallado y dibujo del círculo
mesh(X,Y,Z);
plot(1*cos(theta), 1*sin(theta), 'LineWidth',2);
%Delimitar los ejer
axis([-4,4,-4,4]);

% Marcas de eje 
box on
axis equal
grid off

% Etiquetas y título
xlabel('x')
ylabel('y')
title('Mallado del anillo')

hold off

2 Función potencial y campo de velocidades

[math] \varphi (\rho ,\theta)=(\rho +\frac{1}{\rho})\cos (\theta )[/math]