Descomposición Triple del Tensor de Gradiente de Velocidad en Turbulencia Compresible
Autores: Boukharfane, Radouan; Er-raiy, Aimad; Alzaben, Linda; Parsani, Matteo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Descomposición Triple del Tensor de Gradiente de Velocidad en Turbulencia Compresible
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Decomposición
Fluido
Turbulencia
Simulaciones numéricas
Efectos de compresibilidad
Propiedades estadísticas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
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La descomposición del movimiento local de un fluido en deformación, corte y rotación de cuerpo rígido se examina en este trabajo para una turbulencia isotrópica compresible mediante simulaciones numéricas directas. La descomposición triple está estrechamente asociada con un marco de referencia básico (BRF), en el cual se maximiza la extracción del efecto sesgador del corte. En este estudio, se propone un nuevo procedimiento computacional y económico para identificar el BRF para un campo de flujo tridimensional. Además, se aborda la influencia de los efectos de compresibilidad en algunas propiedades estadísticas de las estructuras turbulentas. Las simulaciones numéricas directas se llevan a cabo con un número de Reynolds basado en la microescala de Taylor de Re=100 para varios números de Mach turbulentos que varían de Mat=0.12 a Mat=0.89. La base de datos de DNS se genera con un esquema mejorado de séptima orden, preciso y esencialmente no oscilatorio para discretizar los términos advectivos no lineales, y se retiene un esquema de diferencias finitas centradas de octava orden para los términos difusivos. Uno de los principales hallazgos de este análisis es que las regiones que presentan fuertes rotaciones de cuerpo rígido o movimientos de deformación son altamente intermitentes espacialmente, mientras que la mayoría de las regiones de flujo exhiben movimientos de corte moderadamente fuertes en ausencia de rotaciones de cuerpo rígido y movimientos de deformación. La mayoría de los efectos de compresibilidad se pueden estimar si las leyes de escalado en el caso de turbulencia compresible se reescalan considerando únicamente las contribuciones solenoidales.
Descripción
La descomposición del movimiento local de un fluido en deformación, corte y rotación de cuerpo rígido se examina en este trabajo para una turbulencia isotrópica compresible mediante simulaciones numéricas directas. La descomposición triple está estrechamente asociada con un marco de referencia básico (BRF), en el cual se maximiza la extracción del efecto sesgador del corte. En este estudio, se propone un nuevo procedimiento computacional y económico para identificar el BRF para un campo de flujo tridimensional. Además, se aborda la influencia de los efectos de compresibilidad en algunas propiedades estadísticas de las estructuras turbulentas. Las simulaciones numéricas directas se llevan a cabo con un número de Reynolds basado en la microescala de Taylor de Re=100 para varios números de Mach turbulentos que varían de Mat=0.12 a Mat=0.89. La base de datos de DNS se genera con un esquema mejorado de séptima orden, preciso y esencialmente no oscilatorio para discretizar los términos advectivos no lineales, y se retiene un esquema de diferencias finitas centradas de octava orden para los términos difusivos. Uno de los principales hallazgos de este análisis es que las regiones que presentan fuertes rotaciones de cuerpo rígido o movimientos de deformación son altamente intermitentes espacialmente, mientras que la mayoría de las regiones de flujo exhiben movimientos de corte moderadamente fuertes en ausencia de rotaciones de cuerpo rígido y movimientos de deformación. La mayoría de los efectos de compresibilidad se pueden estimar si las leyes de escalado en el caso de turbulencia compresible se reescalan considerando únicamente las contribuciones solenoidales.