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Simulación del flujo atmosférico neutro utilizando modelado multiescala: estudios comparativos para SimpleFoam y el solucionador Fluent

Autores: Zhao, Zihan; Tang, Lingxiao; Xiao, Yiqing

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Simulación del flujo atmosférico neutro utilizando modelado multiescala: estudios comparativos para SimpleFoam y el solucionador Fluent


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Viento
Turbulencia
CFD
Modelos numéricos de predicción del tiempo
OpenFOAM
Fluent

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La capa límite planetaria (PBL) reproducida se aplica comúnmente en simulaciones a escala reducida utilizando códigos CFD comerciales con modelado de turbulencia de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS). Al utilizar las entradas turbulentas calculadas por modelos de predicción numérica del tiempo (NWP), se realizan ajustes en los cierres de viscosidad de eddy de turbulencia y en las formulaciones de funciones de pared, preocupándose por mantener los perfiles de viento completamente desarrollados especificados en la entrada de los dominios CFD. El impacto de estas configuraciones relacionadas merece ser discutido en aplicaciones de ingeniería, especialmente cuando los códigos comerciales restringen las modificaciones internas. Este estudio evalúa el rendimiento numérico de los códigos de código abierto OpenFOAM 2.3.0 y el comercial Fluent 17.2 como comparaciones científicas suplementarias. Esta contribución se centra en los cierres de turbulencia modificados para incorporar perfiles turbulentos producidos a partir de parametrizaciones PBL de mesoescala y en los tratamientos de pared modificados relacionados con la longitud de rugosidad. Las características del flujo cerca del suelo se evalúan seleccionando terrenos planos y el caso de referencia clásico de Askervein. La mejora en el flujo de viento cerca del suelo bajo el marco de escala reducida muestra un rendimiento satisfactorio en la plataforma CFD de código abierto. Esto contribuye a que los ingenieros realicen la microubicación de turbinas eólicas y cuantifiquen los fenómenos de aceleración inducidos por el terreno en el ámbito del diseño resistente al viento.

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