Implementación de servicios para simulación web en flujo laminar aplicado a tuberías mediante dinámica computacional.

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

Experimental fluid mechanics is often constrained by the limited number of variables that can be analyzed in physical environments. In computational simulations, these limitations are transferred to the available processing capacity. However, two key challenges remain: limited accessibility for users with little experience in information technologies, and the high technical complexity of simulation tools. This study proposes and implements a simulation service focused on the analysis of laminar flow in a pipe, considering variations in relevant parameters. To achieve this, a client-server architecture is designed to encapsulate the installation, configuration, and operation processes of the simulation system. The solution is deployed as a web service in the cloud, accessible through an intuitive graphical interface that requires no advanced technical skills. As a result, an easily accessible application is obtained, which optimizes computational resource usage through a mathematical stability analysis. This strategy enables the elimination of redundant data, reduces wait times, and supports concurrent use by multiple users. The developed web environment significantly enhances the user experience by removing complex configurations and facilitating direct access to laminar flow simulations in an efficient, inclusive, and scalable manner.

Descripción

La experimentación en mecánica de fluidos suele estar limitada por la cantidad de variables que pueden analizarse en entornos físicos. En simulaciones computacionales, estas limitaciones se trasladan a la capacidad de procesamiento disponible. Sin embargo, persisten dos desafíos clave: la escasa accesibilidad para usuarios sin experiencia en tecnologías informáticas y la alta complejidad técnica de las herramientas de simulación. Este estudio propone e implementa un servicio de simulación orientado al análisis del flujo laminar en una tubería, considerando la variación de parámetros relevantes. Para ello, se diseña una arquitectura cliente-servidor que encapsula los procesos de instalación, configuración y operación del sistema de simulación. La solución se implementa como un servicio web desplegado en la nube, accesible mediante una interfaz gráfica intuitiva y sin requerimientos técnicos avanzados. Como resultado, se obtiene una aplicación de fácil acceso que optimiza el uso de recursos computacionales a partir del análisis matemático de estabilidad. Esta estrategia permite descartar datos redundantes, reducir tiempos de espera y habilitar el uso concurrente por múltiples usuarios. El entorno web desarrollado mejora significativamente la experiencia del usuario, al eliminar configuraciones complejas y facilitar el acceso directo a simulaciones de flujo laminar de forma eficiente, inclusiva y escalable.

Palabras clave

Mecánica de fluidos, Simulación, Servicio web, Arquitectura cliente-servidor

Materias

Especialización en Ingeniería de Software -- Tesis y disertaciones académicas , Servicios web , Mecánica de fluidos , Simulación por computadores digitales

Citación