Análisis de Estrategia para Resolver Sin Problemas Simulaciones de Flujo Turbulento
Autores: Heinz, Stefan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis de Estrategia para Resolver Sin Problemas Simulaciones de Flujo Turbulento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Modelado
Flujos turbulentos limitados por paredes
Hibridación
Navier-Stokes promediados por Reynolds
Simulación de grandes remolinos
Simulación de remolinos desprendidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La modelización de flujos turbulentos limitados por paredes, en particular la hibridación de los métodos de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) y simulación de grandes remolinos (LES), ha enfrentado serias preguntas durante décadas. Específicamente, hay una investigación continua sobre cómo los métodos aplicados habitualmente, como la simulación de remolinos desprendidos (DES) y la LES modelada por pared (WMLES), pueden hacerse más exitosos en relación con simulaciones de flujos complejos de alto número de Reynolds. La pregunta simple es cómo es posible habilitar predicciones fiables y rentables de flujos turbulentos limitados por paredes en particular bajo condiciones donde los datos para validación no están disponibles. Este artículo presenta un análisis riguroso de estrategias para el diseño de simulaciones de flujos turbulentos que resuelven de manera continua para una amplia clase de modelos de turbulencia. Las conclusiones esenciales obtenidas son las siguientes: Primero, por construcción, los métodos aplicados habitualmente como DES son incapaces de abarcar sistemáticamente el rango desde simulaciones de flujo modeladas hasta simulaciones de flujo resueltas, lo que implica desventajas significativas. Segundo, una solución estricta para este problema es proporcionada por los nuevos métodos de simulación de remolinos continuos (CES), que funcionan muy bien. Tercero, el diseño de una simplificación computacional de CES que aún supera a DES parece ser muy prometedor.
Descripción
La modelización de flujos turbulentos limitados por paredes, en particular la hibridación de los métodos de Navier-Stokes promediados por Reynolds (RANS) y simulación de grandes remolinos (LES), ha enfrentado serias preguntas durante décadas. Específicamente, hay una investigación continua sobre cómo los métodos aplicados habitualmente, como la simulación de remolinos desprendidos (DES) y la LES modelada por pared (WMLES), pueden hacerse más exitosos en relación con simulaciones de flujos complejos de alto número de Reynolds. La pregunta simple es cómo es posible habilitar predicciones fiables y rentables de flujos turbulentos limitados por paredes en particular bajo condiciones donde los datos para validación no están disponibles. Este artículo presenta un análisis riguroso de estrategias para el diseño de simulaciones de flujos turbulentos que resuelven de manera continua para una amplia clase de modelos de turbulencia. Las conclusiones esenciales obtenidas son las siguientes: Primero, por construcción, los métodos aplicados habitualmente como DES son incapaces de abarcar sistemáticamente el rango desde simulaciones de flujo modeladas hasta simulaciones de flujo resueltas, lo que implica desventajas significativas. Segundo, una solución estricta para este problema es proporcionada por los nuevos métodos de simulación de remolinos continuos (CES), que funcionan muy bien. Tercero, el diseño de una simplificación computacional de CES que aún supera a DES parece ser muy prometedor.