27 de mayo de 2019
Publicaciones
>
Artículo
No

Viscous flow past a cylinder close to a free surface: Benchmarks with steady, periodic and metastable responses, solved by meshfree and mesh-based schemes

Publicado en: COMPUTERS & FLUIDS. 181 345-363 - 2019-03-15 181(), DOI: 10.1016/j.compfluid.2019.01.007

Autores:

Colagrossi, A; Nikolov, G; Durante, D; Marrone, S; Souto-Iglesias, A
[+]

Afiliaciones

Bulgarian Acad Sci, BSHC, Varna, Bulgaria - Autor o Coautor
CNR, INM, Inst Marine Engn, Via Vallerano 139, I-00128 Rome, Italy - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, ETSIN, DACSON, CEHINAV, Madrid, Spain - Autor o Coautor
Ver más

Resumen

The question of whether it is possible to set relevant, robust and reliable benchmarks for viscous free surface flows with complex free-surface dynamics is investigated in this work. The proposed method for finding an answer to this question consists of selecting three conditions leading to increasing flow complexity and to simulate them using three well established solvers based on diverse numerical techniques. In the three conditions, a submerged horizontal cylinder in an uniform current perpendicular to its axis is considered, the Reynolds number is fixed to 180, and the analysis is limited to a 2D framework. While the unbounded solution for such flow is well established, adding a free surface and setting the submergence ratio and the Froude number in certain ranges, challenging free-surface dynamics takes place. In the specific conditions selected, phenomena of increasing complexity are identified and studied with: (i) delta(+)-SPH, an enhanced version of the Smoothed Particle Hydrodynamics method, (ii) a single-phase Finite Volume scheme with a Level Set function for tracking the free-surface (LS-FVM), and (iii) a two-phase Finite Volume with a Volume-of-Fluid algorithm to treat the gas/liquid interface (VOF-FVM). It is shown that the test-cases, even being geometrically simple, present intricate complexities, such as alternate metastable states in the wake, linked to the strong non-linearities induced by the interactions between the wake's vorticity and the free surface. It is also shown that the solvers considered are able to depict a consistent representation of these complex flows, useful as benchmarks for other solvers and methods. An additional research question, investigating whether the improvements of the delta(+) variant of the SPH method are necessary for simulating specific aspects of the flows treated in the paper, is also posed and discussed. (C) 2019 Elsevier Ltd. All rights reserved.
[+]

Palabras clave

AccuracyBodiesBreaking wavesCircular-cylinderDelta-plus-sphFinite volume methodFree-surface flowsHydrodynamicsLevel set functionMetastable statesSimulationsSmoothed particle hydrodynamicsSphViscous flow past a cylinderVolume of fluidVon kármán vortex streetVon orman vortex streetWake

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista COMPUTERS & FLUIDS debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2019, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Computer Science (Miscellaneous).

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 1.51. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 13 Nov 2025)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 2 (fuente consultada: FECYT Mar 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2026-04-24, el siguiente número de citas:

  • WoS: 38
  • Scopus: 39
  • Google Scholar: 32
[+]

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-24:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 33.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 33 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 3.
  • El número de menciones en Wikipedia: 2 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/86585/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 117
  • Descargas: 17
[+]

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Bulgaria; Italy.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Último Autor (SOUTO IGLESIAS, ANTONIO).

[+]

Reconocimientos ligados al ítem

The numerical computations presented here have been performed with the support of the Super Computing Applications and Innovation (SCAT) department of the CINECA consortium. The authors acknowledge the CINECA award under the ISCRA initiative (with project name Evaluation of the free-surface instabilities due to the flow past a submerged circular cylinder), for the availability of high performance computing resources and support.
[+]