Análisis numérico de la interacción del vórtice de aire con una pantalla porosa
Autores: An, Xudong; Jiang, Lin; Hassanipour, Fatemeh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis numérico de la interacción del vórtice de aire con una pantalla porosa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Aplicaciones industriales
Pantalla porosa
Flujos de vórtice
Propiedades físicas
Estudio numérico
Comportamiento del flujo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En muchas aplicaciones industriales, se utiliza una malla permeable (pantalla porosa) para controlar los flujos inestables (más comúnmente vórtices). Se sabe que los flujos de vórtices muestran un comportamiento intrigante al propagarse a través de pantallas porosas. Este estudio numérico tiene como objetivo investigar los efectos de propiedades físicas como la porosidad, el número de Reynolds, la dimensión del flujo de entrada y la distancia a la pantalla sobre el comportamiento del flujo. El modelo de simulación incluye un generador de anillos de vórtice de pistón-cilindro y una malla permeable construida por varillas dispuestas uniformemente. Se han aplicado dos métodos de función definida por el usuario y malla móvil para modelar la generación de anillos de vórtice. Los resultados muestran la formación, evolución y características de los anillos vórtices bajo diversas condiciones. Los resultados de los contornos de vorticidad y la disipasión de energía cinética indican que las propiedades físicas alteran el comportamiento del flujo de diversas maneras al propagarse a través de las pantallas porosas. El modelo numérico, validado cruzadamente con los resultados experimentales, proporciona una mejor comprensión de las interacciones fluido-sólido de los flujos de vórtice y las pantallas porosas.
Descripción
En muchas aplicaciones industriales, se utiliza una malla permeable (pantalla porosa) para controlar los flujos inestables (más comúnmente vórtices). Se sabe que los flujos de vórtices muestran un comportamiento intrigante al propagarse a través de pantallas porosas. Este estudio numérico tiene como objetivo investigar los efectos de propiedades físicas como la porosidad, el número de Reynolds, la dimensión del flujo de entrada y la distancia a la pantalla sobre el comportamiento del flujo. El modelo de simulación incluye un generador de anillos de vórtice de pistón-cilindro y una malla permeable construida por varillas dispuestas uniformemente. Se han aplicado dos métodos de función definida por el usuario y malla móvil para modelar la generación de anillos de vórtice. Los resultados muestran la formación, evolución y características de los anillos vórtices bajo diversas condiciones. Los resultados de los contornos de vorticidad y la disipasión de energía cinética indican que las propiedades físicas alteran el comportamiento del flujo de diversas maneras al propagarse a través de las pantallas porosas. El modelo numérico, validado cruzadamente con los resultados experimentales, proporciona una mejor comprensión de las interacciones fluido-sólido de los flujos de vórtice y las pantallas porosas.