Progreso en el Modelado Fenomenológico del Amortiguamiento de la Turbulencia alrededor de una Interfaz de Dos Fases
Autores: Fan, Wenyuan; Anglart, Henryk
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Progreso en el Modelado Fenomenológico del Amortiguamiento de la Turbulencia alrededor de una Interfaz de Dos Fases
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Interfaz en movimiento
Flujos bifásicos
Dinámica de fluidos computacional
Modelado de turbulencia
Modelo de Egorov
Amortiguación de turbulencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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La presencia de una interfaz en movimiento en flujos bifásicos desafía la modelización precisa de la dinámica de fluidos computacional (CFD), especialmente cuando el flujo es turbulento. Para tales flujos, generalmente se utilizan modelos de turbulencia basados en una sola fase para la modelización de la turbulencia junto con ciertas modificaciones, incluyendo la amortiguación de la turbulencia alrededor de la interfaz. Debido a la comprensión insuficiente del mecanismo de amortiguación, siempre se utiliza el enfoque de modelización fenomenológica. El modelo de Egorov es el modelo de amortiguación de turbulencia más utilizado debido a su formulación e implementación simples. Sin embargo, el modelo original de Egorov sufre del problema de dependencia del tamaño de malla y utiliza un tratamiento simétrico cuestionable para ambas fases, líquida y gaseosa. Al introducir más física, este artículo presenta una nueva escala de longitud para el modelo de Egorov, haciéndolo independiente de los tamaños de malla en la dirección tangencial de la interfaz. También se desarrolla un tratamiento asimétrico, que conduce a predicciones más físicas tanto para la energía cinética turbulenta como para el campo de velocidad.
Descripción
La presencia de una interfaz en movimiento en flujos bifásicos desafía la modelización precisa de la dinámica de fluidos computacional (CFD), especialmente cuando el flujo es turbulento. Para tales flujos, generalmente se utilizan modelos de turbulencia basados en una sola fase para la modelización de la turbulencia junto con ciertas modificaciones, incluyendo la amortiguación de la turbulencia alrededor de la interfaz. Debido a la comprensión insuficiente del mecanismo de amortiguación, siempre se utiliza el enfoque de modelización fenomenológica. El modelo de Egorov es el modelo de amortiguación de turbulencia más utilizado debido a su formulación e implementación simples. Sin embargo, el modelo original de Egorov sufre del problema de dependencia del tamaño de malla y utiliza un tratamiento simétrico cuestionable para ambas fases, líquida y gaseosa. Al introducir más física, este artículo presenta una nueva escala de longitud para el modelo de Egorov, haciéndolo independiente de los tamaños de malla en la dirección tangencial de la interfaz. También se desarrolla un tratamiento asimétrico, que conduce a predicciones más físicas tanto para la energía cinética turbulenta como para el campo de velocidad.