Técnicas Experimentales contra el Método RANS en un Flujo Turbulento de Tubería Totalmente Desarrollado: Evolución de Métodos Experimentales y Computacionales para el Estudio de la Turbulencia
Autores: Lopez-Santana, Gabriela; Kennaugh, Andrew; Keshmiri, Amir
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Técnicas Experimentales contra el Método RANS en un Flujo Turbulento de Tubería Totalmente Desarrollado: Evolución de Métodos Experimentales y Computacionales para el Estudio de la Turbulencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Experimental
Métodos computacionales
Flujo turbulento
Universidad de Manchester
Reynolds
Simulaciones de CFD
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se estudió el flujo turbulento completamente desarrollado en una tubería considerando métodos experimentales y computacionales. El objetivo de este trabajo fue construir sobre el legado de la Universidad de Manchester, que es ampliamente considerada como el lugar de nacimiento de la turbulencia debido al trabajo pionero del destacado académico Profesor Osborne Reynolds (1842-1912), capturando la evolución de las herramientas de análisis de turbulencia de fluidos en los últimos 100 años. Se utilizó un aparato experimental clásico para medir el campo de velocidad media y el esfuerzo cortante en la pared a través de cuatro técnicas históricas: caída de presión estática; señales cuadráticas medias medidas desde un hilo caliente; tubo de Preston; y gráfico de Clauser. Se utilizó Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para simular el flujo en la tubería, utilizando el método de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS) con diferentes modelos de turbulencia de dos ecuaciones. Se evaluó el rendimiento de cada enfoque para comparar los métodos experimentales y computacionales. Esta comparación reveló que los resultados numéricos produjeron un estrecho acuerdo con los experimentos. El hallazgo muestra que, en algunos casos, las simulaciones de CFD podrían utilizarse como métodos alternativos o complementarios a las técnicas experimentales para analizar el flujo turbulento completamente desarrollado en tuberías.
Descripción
Se estudió el flujo turbulento completamente desarrollado en una tubería considerando métodos experimentales y computacionales. El objetivo de este trabajo fue construir sobre el legado de la Universidad de Manchester, que es ampliamente considerada como el lugar de nacimiento de la turbulencia debido al trabajo pionero del destacado académico Profesor Osborne Reynolds (1842-1912), capturando la evolución de las herramientas de análisis de turbulencia de fluidos en los últimos 100 años. Se utilizó un aparato experimental clásico para medir el campo de velocidad media y el esfuerzo cortante en la pared a través de cuatro técnicas históricas: caída de presión estática; señales cuadráticas medias medidas desde un hilo caliente; tubo de Preston; y gráfico de Clauser. Se utilizó Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para simular el flujo en la tubería, utilizando el método de Navier-Stokes promediado por Reynolds (RANS) con diferentes modelos de turbulencia de dos ecuaciones. Se evaluó el rendimiento de cada enfoque para comparar los métodos experimentales y computacionales. Esta comparación reveló que los resultados numéricos produjeron un estrecho acuerdo con los experimentos. El hallazgo muestra que, en algunos casos, las simulaciones de CFD podrían utilizarse como métodos alternativos o complementarios a las técnicas experimentales para analizar el flujo turbulento completamente desarrollado en tuberías.