Captura de Choque en Simulaciones de Grandes Remolinos mediante Filtrado Adaptativo
Autores: Patel, Sumit Kumar; Mathew, Joseph
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Captura de Choque en Simulaciones de Grandes Remolinos mediante Filtrado Adaptativo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Captura de choque
Filtrado adaptativo
Alta resolución
Simulaciones de grandes remolinos
Filtrado explícito
Derivadas espaciales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un método para la captura de choques mediante filtrado adaptativo para su uso con esquemas de alta resolución y alto orden para Simulaciones de Grandes Vórtices (LES). El método LES utilizado en todos los ejemplos aquí emplea el enfoque de Filtrado Explícito y las derivadas espaciales se obtienen con diferencias finitas compactas de sexto orden. La adaptación consiste en reducir el orden del filtro explícito a dos en los puntos de la malla donde se detecta un choque, y luego aumentar el orden de 2 a 10 en pasos en los puntos de la malla sucesivos alejados del choque. Se ha encontrado que el método es efectivo en una serie de pruebas de problemas comunes inviscidos en 1D y 2D de propagación de choques y propagación de ondas a través de choques. Como preludio a LES, se simularon el problema 3D de Taylor-Green para el caso inviscido y un caso de viscosidad finita. Se llevó a cabo una evaluación del rendimiento general del método para LES simulando un chorro redondo subexpandido a un número de Reynolds de 6.09 millones, basado en la velocidad de la línea central y el diámetro en el plano de salida de la boquilla. Se encontró un acuerdo cuantitativo muy cercano para el desarrollo de la presión media en la línea central en comparación con el experimento. Las simulaciones en varias mallas cada vez más finas mostraron una extensión monótona de la parte computada del rango inercial, con poco cambio en el contenido de baja frecuencia. Se capturaron con precisión las amplitudes y ubicaciones de grandes cambios en la presión a través de varias celdas. Se observó un rendimiento similar para LES de un chorro impactante que contenía choques normales y curvados.
Descripción
Se presenta un método para la captura de choques mediante filtrado adaptativo para su uso con esquemas de alta resolución y alto orden para Simulaciones de Grandes Vórtices (LES). El método LES utilizado en todos los ejemplos aquí emplea el enfoque de Filtrado Explícito y las derivadas espaciales se obtienen con diferencias finitas compactas de sexto orden. La adaptación consiste en reducir el orden del filtro explícito a dos en los puntos de la malla donde se detecta un choque, y luego aumentar el orden de 2 a 10 en pasos en los puntos de la malla sucesivos alejados del choque. Se ha encontrado que el método es efectivo en una serie de pruebas de problemas comunes inviscidos en 1D y 2D de propagación de choques y propagación de ondas a través de choques. Como preludio a LES, se simularon el problema 3D de Taylor-Green para el caso inviscido y un caso de viscosidad finita. Se llevó a cabo una evaluación del rendimiento general del método para LES simulando un chorro redondo subexpandido a un número de Reynolds de 6.09 millones, basado en la velocidad de la línea central y el diámetro en el plano de salida de la boquilla. Se encontró un acuerdo cuantitativo muy cercano para el desarrollo de la presión media en la línea central en comparación con el experimento. Las simulaciones en varias mallas cada vez más finas mostraron una extensión monótona de la parte computada del rango inercial, con poco cambio en el contenido de baja frecuencia. Se capturaron con precisión las amplitudes y ubicaciones de grandes cambios en la presión a través de varias celdas. Se observó un rendimiento similar para LES de un chorro impactante que contenía choques normales y curvados.